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第12章 組合模式 本章教學內容 組合模式 模式動機與定義 模式結構與分析 模式實例與解析 模式效果與應用 模式擴展 組合模式 模式動機 組合模式 模式動機 對于樹形結構，當容器對象（如文件夾）的某一個方法被調用時，將遍歷整個樹形結構，尋找也包含這個方法的成員對象（可以是容器對象，也可以是葉子對象，如子文件夾和文件）并調用執(zhí)行。（遞歸調用） 由于容器對象和葉子對象在功能上的區(qū)別，在使用這些對象的客戶端代碼中必須有區(qū)別地對待容器對象和葉子對象，而實際上大多數情況下客戶端希望一致地處理它們，因為對于這些對象的區(qū)別對待將會使得程序非常復雜。 組合模式 模式動機 組合模式描述了如何將容器對象和葉子對象進行遞歸組合，使得用戶在使用時無須對它們進行區(qū)分，可以一致地對待容器對象和葉子對象，這就是組合模式的模式動機。 組合模式 模式定義 組合模式(Composite Pattern)：組合多個對象形成樹形結構以表示“整體-部分”的結構層次。組合模式對單個對象（即葉子對象）和組合對象（即容器對象）的使用具有一致性。 組合模式又可以稱為“整體-部分”(Part-Whole)模式，屬于對象的結構模式，它將對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。 組合模式 模式定義 Composite Pattern: Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies. Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly. Frequency of use: medium high 組合模式 模式結構 組合模式 模式結構 組合模式包含如下角色： Component: 抽象構件 Leaf: 葉子構件 Composite: 容器構件 Client: 客戶類 組合模式 模式分析 組合模式的關鍵是定義了一個抽象構件類，它既可以代表葉子，又可以代表容器，而客戶端針對該抽象構件類進行編程，無須知道它到底表示的是葉子還是容器，可以對其進行統(tǒng)一處理。 同時容器對象與抽象構件類之間還建立一個聚合關聯(lián)關系，在容器對象中既可以包含葉子，也可以包含容器，以此實現(xiàn)遞歸組合，形成一個樹形結構。 組合模式 模式分析 文件系統(tǒng)組合模式結構圖： 組合模式 模式分析 典型的抽象構件角色代碼： 組合模式 模式分析 典型的葉子構件角色代碼： 組合模式 模式分析 典型的容器構件角色代碼： 組合模式 組合模式實例與解析 實例一：水果盤 在水果盤(Plate)中有一些水果，如蘋果(Apple)、香蕉(Banana)、梨子(Pear)，當然大水果盤中還可以有小水果盤，現(xiàn)需要對盤中的水果進行遍歷（吃），當然如果對一個水果盤執(zhí)行“吃”方法，實際上就是吃其中的水果。使用組合模式模擬該場景。 組合模式 組合模式實例與解析 實例一：水果盤 組合模式 組合模式實例與解析 實例一：水果盤 參考代碼 (Chapter 12 Composite\sample01) 組合模式 組合模式實例與解析 實例二：文件瀏覽 文件有不同類型，不同類型的文件其瀏覽方式有所區(qū)別，如文本文件和圖片文件的瀏覽方式就不相同。對文件夾的瀏覽實際上就是對其中所包含文件的瀏覽，而客戶端可以一致地對文件和文件夾進行操作，無須關心它們的區(qū)別。使用組合模式來模擬文件的瀏覽操作。 組合模式 組合模式實例與解析 實例二：文件瀏覽 組合模式 模式優(yōu)缺點 組合模式的優(yōu)點 可以清楚地定義分層次的復雜對象，表示對象的全部或部分層次，使得增加新構件也更容易。 客戶端調用簡單，客戶端可以一致的使用組合結構或其中單個對象。 定義了包含葉子對象和容器對象的類層次結構，葉子對象可以被組合成更復雜的容器對象，而這個容器對象又可以被組合，這樣不斷遞歸下去，可以形成復雜的樹形結構。 更容易在組合體內加入對象構件，客戶端不必因為加入了新的對象構件而更改原有代碼。 組合模式 模式優(yōu)缺點 組合模式的缺點 使設計變得更加抽象，對象的業(yè)務規(guī)則如果很復雜，則實現(xiàn)組合模式具有很大挑戰(zhàn)性，而且不是所有的方法都與葉子對象子類都有關聯(lián)。 增加新構件時可能會產生一些問題，很難對容器中的構件類型進行限制。 組合模式 模式適用環(huán)境 在以下情況下可以使用組合模式： 需要表示一個對象整體或部分層次，在具有整體和部分的層次結構中，希望通過一種方式忽略整體與部分的差異，可以一致地對待它們。 讓客戶能夠忽略不同對象層次的變化，客戶端可以針對抽象構件編程，無須關心對象層次結構的細節(jié)。 對象的結構是動態(tài)的并且復雜程度不一樣，但客戶需要一致地處理它們。 組合模式 模式應用 (1) XML文檔解析 組合模式 模式應用 (2) 操作系統(tǒng)中的目錄結構是一個樹形結構，因此在對文件和文件夾進行操作時可以應用組合模式，例如殺毒軟件在查毒或殺毒時，既可以針對一個具體文件，也可以針對一個目錄。如果是對目錄查毒或殺毒，將遞歸處理目錄中的每一個子目錄和文件。 組合模式 模式應用 (3) JDK的AWT/Swing是組合模式在Java類庫中的一個典型實際應用。 組合模式 模式擴展 更復雜的組合模式 組合模式 模式擴展 透明組合模式 組合模式 模式擴展 安全組合模式 本章小結 組合模式用于組合多個對象形成樹形結構以表示“整體-部分”的結構層次。組合模式對單個對象（即葉子對象）和組合對象（即容器對象）的使用具有一致性。組合模式又可以稱為“整體-部分”模式，屬于對象的結構模式，它將對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。 組合模式包含三個角色：抽象構件為葉子構件和容器構件對象聲明接口，在該角色中可以包含所有子類共有行為的聲明和實現(xiàn)；葉子構件在組合結構中表示葉子節(jié)點對象，葉子節(jié)點沒有子節(jié)點；容器構件在組合結構中表示容器節(jié)點對象，容器節(jié)點包含子節(jié)點，其子節(jié)點可以是葉子節(jié)點，也可以是容器節(jié)點，它提供一個集合用于存儲子節(jié)點，實現(xiàn)了在抽象構件中定義的行為。 組合模式的關鍵是定義了一個抽象構件類，它既可以代表葉子，又可以代表容器，而客戶端針對該抽象構件類進行編程，無須知道它到底表示的是葉子還是容器，可以對其進行統(tǒng)一處理。 本章小結 組合模式的主要優(yōu)點在于可以方便地對層次結構進行控制，客戶端調用簡單，客戶端可以一致的使用組合結構或其中單個對象，用戶就不必關心自己處理的是單個對象還是整個組合結構，簡化了客戶端代碼；其缺點在于使設計變得更加抽象，且增加新構件時可能會產生一些問題，而且很難對容器中的構件類型進行限制。 組合模式適用情況包括：需要表示一個對象整體或部分層次；讓客戶能夠忽略不同對象層次的變化，客戶端可以針對抽象構件編程，無須關心對象層次結構的細節(jié)；對象的結構是動態(tài)的并且復雜程度不一樣，但客戶需要一致地處理它們。 組合模式根據抽象構件類的定義形式，又可以分為透明組合模式和安全組合模式。 ENDMc0紅軟基地

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