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《设计模式之禅(第2版)》21.4 组合模式的扩展

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21.4.1 真实的组合模式

什么是真实的组合模式?就是你在实际项目中使用的组合模式,而不是仅仅依照书本上学习到的模式,它是“实践出真知”。在我们的例子中,经过精简后,确实是类、接口减少了很多,而且程序也简单很多,但是大家可能还是很迷茫,这个Client程序并没有改变多少呀,非常正确,树的组装是跑不了的,你要知道在项目中使用关系型数据库来存储这些信息,你可以从数据库中直接提取出哪些人要分配到树枝,哪些人要分配到树叶,树枝与树枝、树叶的关系等,这些都是由相关的业务人员维护到数据库中的,通常这里是把数据存放到一张单独的表中,表结构如图21-7所示。

图21-7 关系数据库中存储的树形结构

这张数据表定义了一个树形结构,我们要做的就是从数据库中把它读取出来,然后展现到前台上,用for循环加上递归就可以完成这个读取。用了数据库后,数据和逻辑已经在表中定义好了,我们直接读取放到树上就可以了,这个还是比较容易做的,大家不妨自己考虑一下。

这才是组合模式的真实引用,它依靠了关系数据库的非对象存储性能,非常方便地保存了一个树形结构。大家可以在项目中考虑采用,想想看现在还有哪个项目不使用关系型数据库呢?

21.4.2 透明的组合模式

组合模式有两种不同的实现:透明模式和安全模式,我们上面讲的就是安全模式,那透明模式是什么样子呢?透明模式的通用类图,如图21-8所示。

图21-8 透明模式的通用类图

我们与图21-6所示的安全模式类图对比一下就非常清楚了,透明模式是把用来组合使用的方法放到抽象类中,比如add、remove以及getChildren等方法(顺便说一下,getChildren一般返回的结果为Iterable的实现类,很多,大家可以看JDK的帮助),不管叶子对象还是树枝对象都有相同的结构,通过判断是getChildren的返回值确认是叶子节点还是树枝节点,如果处理不当,这个会在运行期出现问题,不是很建议的方式;安全模式就不同了,它是把树枝节点和树叶节点彻底分开,树枝节点单独拥有用来组合的方法,这种方法比较安全,我们的例子使用了安全模式。

由于透明模式的使用者还是比较多,我们也把它的通用源代码共享出来,首先看抽象构件,如代码清单21-22所示。

代码清单21-22 抽象构件

public abstract class Component {     //个体和整体都具有的共享     public void doSomething{     //编写业务逻辑     }     //增加一个叶子构件或树枝构件     public abstract void add(Component component);     //删除一个叶子构件或树枝构件     public abstract void remove(Component component);     //获得分支下的所有叶子构件和树枝构件     public abstract ArrayList<Component> getChildren;}  

抽象构件定义了树枝节点和树叶节点都必须具有的方法和属性,这样树枝节点的实现就不需要任何变化,如代码清单21-19所示。

树叶节点继承了Component抽象类,不想让它改变有点难,它必须实现三个抽象方法,怎么办?好办,给个空方法,如代码清单21-23所示。

代码清单21-23 树叶节点

public class Leaf extends Component {     @Deprecated     public void add(Component component) throws UnsupportedOperationException{     //空实现,直接抛弃一个/"不支持请求/"异常     throw new UnsupportedOperationException;     }     @Deprecated     public void remove(Component component)throws UnsupportedOperationException{     //空实现     throw new UnsupportedOperationException;     }     @Deprecated     public ArrayList<Component> getChildrenthrows UnsupportedOperationException{     //空实现     throw new UnsupportedOperationException;       }}  

为什么要加个Deprecated注解呢?就是在编译器期告诉调用者,你可以调我这个方法,但是可能出现错误哦,我已经告诉你“该方法已经失效”了,你还使用那在运行期也会抛出UnsupportedOperationException异常。

在透明模式下,遍历整个树形结构是比较容易的,不用进行强制类型转换,如代码清单21-24所示。

代码清单21-24 树结构遍历

public class Client {     //通过递归遍历树     public static void display(Component root){     for(Component c:root.getChildren){  if(c instanceof Leaf){ //叶子节点  c.doSomething;  }else{ //树枝节点  display(c);  }  }     }}  

仅仅在遍历时不再进行牵制的类型转化了,其他的组装则没有任何变化。透明模式的好处就是它基本遵循了依赖倒转原则,方便系统进行扩展。

21.4.3 组合模式的遍历

我们在上面也还提到了一个问题,就是树的遍历问题,从上到下遍历没有问题,但是我要是从下往上遍历呢?比如组织机构这棵树,我从中抽取一个用户,要找到它的上级有哪些,下级有哪些,怎么处理?想想,再想想!想出来了吧,我们对下答案,类图如图21-9所示。

图21-9 增加父查询的类图

看类图中,在Corp类中增加了两个方法,setParent是设置父节点是谁,getParent是查找父节点是谁,我们来看一下程序的改变,如代码清单21-25所示。

代码清单21-25 抽象构件

public abstract class Corp {     //公司每个人都有名称     private String name = /"/";     //公司每个人都职位     private String position = /"/";     //公司每个人都有薪水     private int salary =0;     //父节点是谁     private Corp parent = null;     public Corp(String _name,String _position,int _salary){     this.name = _name;     this.position = _position;     this.salary = _salary;     }     //获得员工信息     public String getInfo{     String info = /"/";     info = /"姓名:/" + this.name;     info = info + /"t职位:/"+ this.position;     info = info + /"t薪水:/" + this.salary;     return info;     }     //设置父节点     protected void setParent(Corp _parent){     this.parent = _parent;     }     //得到父节点     public Corp getParent{     return this.parent;     }}  

就增加了粗体部分,然后我们再来看看树枝节点的改变,如代码清单21-26所示。

代码清单21-26 树枝构件

public class Branch extends Corp {     //领导下边有哪些下级领导和小兵     ArrayList<Corp> subordinateList = new ArrayList<Corp>;     //构造函数是必需的     public Branch(String _name,String _position,int _salary){     super(_name,_position,_salary);     }     //增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵     public void addSubordinate(Corp corp) {     corp.setParent(this); //设置父节点     this.subordinateList.add(corp);     }     //我有哪些下属     public ArrayList<Corp> getSubordinate {     return this.subordinateList;     }}  

增加了粗体部分。看懂程序了吗?甭管是树枝节点还是树叶节点,在每个节点都增加了一个属性:父节点对象,这样在树枝节点增加子节点或叶子节点是设置父节点,然后你看整棵树除了根节点外每个节点都有一个父节点,剩下的事情还不好处理吗?每个节点上都有父节点了,你要往上找,那就找呗!大家自己考虑一下,写个find方法,然后一步一步往上找,非常简单的方法,这里就不再赘述。

有了这个parent属性,什么后序遍历(从下往上找)、中序遍历(从中间某个环节往上或往下遍历)都解决了,这个就不多说了。

再提一个问题,树叶节点和树枝节点是有顺序的,你不能乱排,怎么办?比如我们上面的例子,研发一组下边有3个成员,这3个成员要进行排序(在机关里这叫做排位,同样是同事也有个先后升迁顺序),你怎么处理?问我呀,问你呢,好好想想,以后用得着的!