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Java組合模式(Composite模式)

Composite定義:將對象以樹形結構組織起來,以達成“部分-整體” 的層次結構,使得客戶端對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

Composite比較容易理解,想到Composite就應該想到樹形結構圖。組合體內這些對象都有共同接口,當組合體一個對象的方法被調用執行時,Composite將遍歷(Iterator)整個樹形結構,尋找同樣包含這個方法的對象並實現調用執行。可以用牽一動百來形容。

所以Composite模式使用到Iterator模式,和Chain of Responsibility模式類似。

Composite好處:

  • 使客戶端調用簡單,客戶端可以一致的使用組合結構或其中單個對象,用戶就不必關系自己處理的是單個對象還是整個組合結構,這就簡化了客戶端代碼。
  • 更容易在組合體內加入對象部件。客戶端不必因為加入了新的對象部件而更改代碼。

如何使用Composite

首先定義一個接口或抽象類,這是設計模式通用方式了,其他設計模式對接口內部定義限制不多,Composite卻有個規定,那就是要在接口內部定義一個用於訪問和管理Composite組合體的對象們(或稱部件Component)。

下面的代碼是以抽象類定義,一般盡量用接口interface。

 
public abstract class Equipment{
 private String name;
 //網絡價格
 public abstract double netPrice();
 //折扣價格
 public abstract double discountPrice();
 //增加部件方法  
 public boolean add(Equipment equipment) { return false; }
 //刪除部件方法
 public boolean remove(Equipment equipment) { return false; }
 //注意這裡,這裡就提供一種用於訪問組合體類的部件方法。
 public Iterator iter() { return null; }
 public Equipment(final String name) { this.name=name; }
}

抽象類Equipment就是Component定義,代表著組合體類的對象們,Equipment中定義幾個共同的方法。

public class Disk extends Equipment{
 public Disk(String name) { super(name); }
 //定義Disk網絡價格為1
 public double netPrice() { return 1.; }
 //定義了disk折扣價格是0.5 對折。
 public double discountPrice() { return .5; }
}

Disk是組合體內的一個對象,或稱一個部件,這個部件是個單獨元素( Primitive)。


還有一種可能是,一個部件也是一個組合體,就是說這個部件下面還有'兒子',這是樹形結構中通常的情況,應該比較容易理解。現在我們先要定義這個組合體:

abstract class CompositeEquipment extends Equipment{
 private int i=0;
 //定義一個Vector 用來存放'兒子'
 private Lsit equipment=new ArrayList();
 public CompositeEquipment(String name) { super(name); }
 public boolean add(Equipment equipment) {
  this.equipment.add(equipment);
  return true;
 }
 public double netPrice(){
  double netPrice=0.;
  Iterator iter=equipment.iterator();
  for(iter.hasNext())
   netPrice+=((Equipment)iter.next()).netPrice();
  return netPrice;
 }
 public double discountPrice(){
  double discountPrice=0.;
  Iterator iter=equipment.iterator();
  for(iter.hasNext())
   discountPrice+=((Equipment)iter.next()).discountPrice();
  return discountPrice;
 }
 //注意這裡,這裡就提供用於訪問自己組合體內的部件方法。
 //上面dIsk 之所以沒有,是因為Disk是個單獨(Primitive)的元素.
 public Iterator iter(){
  return equipment.iterator() ;
    }
    //重載Iterator方法
 public boolean hasNext() { return i<equipment.size(); }
 //重載Iterator方法
 public Object next(){
  if(hasNext())
   return equipment.elementAt(i++);
  else
     throw new NoSuchElementException();
 }
}

上面CompositeEquipment繼承了Equipment,同時為自己裡面的對象們提供了外部訪問的方法,重載了Iterator,Iterator是Java的Collection的一個接口,是Iterator模式的實現。

我們再看看CompositeEquipment的兩個具體類:盤盒Chassis和箱子Cabinet,箱子裡面可以放很多東西,如底板,電源盒,硬盤盒等;盤盒裡面可以放一些小設備,如硬盤 軟驅等。無疑這兩個都是屬於組合體性質的。

public class Chassis extends CompositeEquipment{
 public Chassis(String name) { super(name); }
 public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }
 public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }
}

public class Cabinet extends CompositeEquipment{
 public Cabinet(String name) { super(name); }
 public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }
 public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }
}

至此我們完成了整個Composite模式的架構。

我們可以看看客戶端調用Composote代碼��

Cabinet cabinet=new Cabinet("Tower");

Chassis chassis=new Chassis("PC Chassis");
//將PC Chassis裝到Tower中 (將盤盒裝到箱子裡)
cabinet.add(chassis);
//將一個10GB的硬盤裝到 PC Chassis (將硬盤裝到盤盒裡)
chassis.add(new Disk("10 GB"));

//調用 netPrice()方法;
System.out.println("netPrice="+cabinet.netPrice());
System.out.println("discountPrice="+cabinet.discountPrice());

上面調用的方法netPrice()或discountPrice(),實際上Composite使用Iterator遍歷了整個樹形結構,尋找同樣包含這個方法的對象並實現調用執行。

Composite是個很巧妙體現智慧的模式,在實際應用中,如果碰到樹形結構,我們就可以嘗試是否可以使用這個模式。

以論壇為例,一個版(forum)中有很多帖子(message),這些帖子有原始貼,有對原始貼的回應貼,是個典型的樹形結構,那麼當然可以使用Composite模式,那麼我們進入Jive中看看,是如何實現的.

Jive解剖

在Jive中 ForumThread是ForumMessages的容器container(組合體)。也就是說,ForumThread類似我們上例中的 CompositeEquipment.它和messages的關系如下所示:
[thread]
   |- [message]
   |- [message]
      |- [message]
      |- [message]
         |- [message]

我們在ForumThread看到如下代碼:

public interface ForumThread {
 ....
 public void addMessage(ForumMessage parentMessage, ForumMessage newMessage)
   throws UnauthorizedException;
 public void deleteMessage(ForumMessage message)
   throws UnauthorizedException;
 public Iterator messages();
 ....
}

類似CompositeEquipment,提供用於訪問自己組合體內的部件方法:增加、刪除、遍歷。

結合我的其他模式中對Jive的分析,我們已經基本大體理解了Jive論壇體系的框架,如果你之前不理解設計模式,而直接去看Jive源代碼,你肯定無法看懂。

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