什么是复合模式？
在复合模式中，有子元素的元素称为节点，没有子元素的元素称为叶子。
什么时候使用它？
- 当您需要整体、部分、父子或树状层次结构时，请使用复合模式。
- 当你想让客户端统一对待树中的子节点和父节点时，请使用复合模式。
问题
我们正在尝试实现简单的文件系统。首先，我们需要文件和目录类。但随着我们的文件结构变得越来越大，客户端将很难持续检查每个对象是哪些类的实例。
文件系统是树状层次结构的完美示例，我们希望统一对待文件和目录。是时候使用复合模式了！
解决方案
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客户
由于 filesystemcomponent，客户端不关心对象是文件还是目录的实例。此外，客户端不必编写 if 语句来确定他是否在正确的对象上调用正确的方法。 -
文件系统组件
文件和目录被客户端视为文件系统组件。 filesystemcomponent 定义方法的默认行为，默认行为可以是异常、不执行任何操作、返回 null 或 false，任何对您的应用程序有意义的行为。 -
文件
这是我们的叶子，重写打印方法，打印其名称和内容。 -
目录
这是我们的节点，重写添加、删除、获取子节点的方法。 print 方法打印出它的名称并调用子组件的 print 方法，这样 client 就不需要调用每个组件的 print 方法。
结构
Java实现
public abstract class filesystemcomponent { protected string name; public filesystemcomponent(string name) { this.name = name; } public string getname() { return name; } public void print(int indentlevel) { throw new unsupportedoperationexception(); } public void add(filesystemcomponent component) { throw new unsupportedoperationexception(); } public void remove(int index) { throw new unsupportedoperationexception(); } // instead of throwing exception, we do nothing by default. // doing nothing makes sense because leaf has no child. public void getchildren() { } }
public class file extends filesystemcomponent { private string content; public file(string name, string content) { super(name); this.content = content; } @override public void print(int indentlevel) { string indent = " ".repeat(indentlevel); system.out.println(indent + name + ": " + content); } }
public class directory extends filesystemcomponent { private list<filesystemcomponent> children; public directory(string name) { super(name); children = new arraylist<>(); } @override public void print(int indentlevel) { string indent = " ".repeat(indentlevel); system.out.println(indent + name + " directory:"); for (filesystemcomponent child : children) { child.print(indentlevel + 2); } } @override public void add(filesystemcomponent component) { children.add(component); } @override public void remove(int index) { children.remove(index); } @override public void getchildren() { if (children.isempty()) { return; } stringbuilder builder = new stringbuilder("["); for (filesystemcomponent child : children) { builder.append(child.getname() + ", "); } builder.delete(builder.length() - 2, builder.length()); builder.append("]"); system.out.println(builder); } }
public class filesystemtestdrive { public static void main(string[] args) { filesystemcomponent rootdirectory = new directory("root"); filesystemcomponent fruitsdirectory = new directory("fruits"); filesystemcomponent animaldirectory = new directory("animal"); filesystemcomponent felinedirectory = new directory("feline"); rootdirectory.add(fruitsdirectory); rootdirectory.add(animaldirectory); fruitsdirectory.add(new file("appple", "red and juicy.")); fruitsdirectory.add(new file("banana", "yellow and sweet.")); fruitsdirectory.add(new file("lemon", "yellow and sour.")); animaldirectory.add(felinedirectory); felinedirectory.add(new file("lion", "king of animal.")); felinedirectory.add(new file("tiger", "has cool color pattern.")); rootdirectory.print(0); rootdirectory.getchildren(); rootdirectory.remove(0); rootdirectory.getchildren(); // what happens we call getchildren() on leaf? (we don't override the method in leaf class) filesystemcomponent file = new file("sample", "this is leaf"); file.getchildren(); // leaf calls default behavior, doing nothing } }
输出：
Root directory: Fruits directory: Appple: red and juicy. Banana: yellow and sweet. Lemon: yellow and sour. Animal directory: Feline directory: Lion: King of animal. Tiger: Has cool color pattern. [Fruits, Animal] [Animal]
陷阱
- 如果您想要一个组合使其子级保持特定顺序，则需要更复杂的管理方案来添加、删除和遍历子级。
- 随着复合结构变得更大、更复杂，遍历的成本会更高。在这种情况下，您可能会考虑实现一个缓存来存储一些数据以节省遍历。
您可以在这里查看所有设计模式的实现。
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