组合(Composite)设计模式是比较常用的结构型设计模式,在桌面程序、浏览器、HTML组件、SQL解析器、正则表达式解析器、程序编译器等场景中经常应用。
一、基本定义与组件
定义:把一组相同行为特性的组件组合成一个复杂的单一整体,常常使用树、图、数组或链表等数据结构来实现。
目的:在于将对象组合成树形结构或图形结构,使得外部调用者对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
组件:模式涉及抽象组件-Component、实体组件-RealComponent与容器组件Composite三个构成要素,其中,RealComponent与Composite实现组件接口Component,同时,Composite容器聚合若干个Component接口实现对象。
组合设计模式类图如下:
设计模式实现步骤:
1)接口定义。定义抽象组件Component与方法,例如Object doWork(Object... args)。接口也可以是基础类、采用类集成实现组合,不过根据接口优先原则推荐采用接口方式;
2)接口实现。实现若干个实体组件RealComponent,实现抽象组件Component,采用接口实现或类继承方法;
3)容器组件。定义组合容器Composite,实现抽象组件Component,定义添加子组件、删除子组件等操作,聚合若干个实体组件;
4)应用场景。a) 创建组件容器Composite实例;b) 创建若干个实体组件RealComponent实例,添加到容器组件实例;c) 调用容器组件的接口方法,容器组件遍历子组件,通知子组件执行接口方法。
二、JDK AWT组合模式应用
AWT是JAVA创建用户界面GUI与图形图像编程Graphics的软件包,AWT实现采用组合设计模式。其中,Component是AWT组件的根类(相当于抽象组件-Component),Container是AWT组件容器类(相当于组件容器-Composite),按钮Button、复选框Checkbox等窗口组件相当于RealComponent。AWT简单类图如下:
分析JAVA用户界面AWT的类图:
1)Component组件类是所有AWT组件的基础类,定义了组件在窗口中的位置、大小、颜色、背景等属性,同时也定义了事件处理方法processEvent;
2)Button、Checkbox、Scrollbar、TextField等继承Component类,重写processEvent方法,实现自定义事件处理逻辑;
3)容器组件Container继承Component类,支持通过addComponent、getComponent、removeComponent等方法聚合若干Component子对象;
4)特定事件,如窗口大小调整、窗口重绘等事件,容器组件的processEvent通知所有子组件执行事件。
三、学习总结
组合设计模式,顾名思义,就是把一组有共同行为特性的组件组合成一个复杂的整体,构成的整体对外部用户来讲,也是具有相同的行为特性、具有访问一致性。
组合设计模式的抽象组件Component,可以是接口或类,但是,从代码解耦、接口优先的设计原则,推荐采用接口定义的方式。
组合模式可以用来实现SQL语句解析器,SQL语句如select * from user_info where age>24 and sex=1,整个where语句都是查询条件,age>24与sex=1是子查询条件,有机会可以实现一个简单的SQL解析器,深入了解组合设计模式。