设计模式之禅-组合模式
公司的人事管理就是一个典型的树状结构，老大，往下一层一层的管理，最后到我们这层小兵，很典型的树状结构
今天的任务就是要把这个树状结构实现出来，并且还要把它遍历一遍。
从这个树状结构上分析，有两种节点：有分支的节点（如研发部经理）和无分支的节点（如员工 A、员工 D 等），我们增加一点学术术语上去，总经理叫做根节点(是不是想到 XML 中的那个根节点 root，那就对了)，类似研发部经理有分支的节点叫做树枝节点，类似员工 A 的无分支的节点叫做树叶节点。
定义一个根节点，就为总经理服务
public interface IRoot {
//得到总经理的信息
public String getInfo();
//总经理下边要有小兵，那要能增加小兵，比如研发部总经理，这是个树枝节点
public void add(IBranch branch);
//那要能增加树叶节点
public void add(ILeaf leaf);
//既然能增加，那要还要能够遍历，不可能总经理不知道他手下有哪些人
public ArrayList getSubordinateInfo();
}
根节点的实现类
public class Root implements IRoot {
//保存根节点下的树枝节点和树叶节点，Subordinate的意思是下级
private ArrayList subordinateList = new ArrayList();
//根节点的名称
private String name = "";
//根节点的职位
private String position = "";
//根节点的薪水
private int salary = 0;
//通过构造函数传递进来总经理的信息
public Root(String name,String position,int salary){
this.name = name;
this.position = position;
this.salary = salary;
}
//增加树枝节点
public void add(IBranch branch) {
this.subordinateList.add(branch);
}
//增加叶子节点，比如秘书，直接隶属于总经理
public void add(ILeaf leaf) {
this.subordinateList.add(leaf);
}
//得到自己的信息
public String getInfo() {
String info = "";
info = "名称："+ this.name;;
info = info + "\t职位：" + this.position;
info = info + "\t薪水: " + this.salary;
return info;
}
//得到下级的信息
public ArrayList getSubordinateInfo() {
return this.subordinateList;
}
}
很简单，通过构造函数传入参数，然后获得信息，还可以增加子树枝节点（部门经理）和叶子节点（秘书）
树枝节点，也就是各个部门经理和组长的角色
public interface IBranch {
//获得信息
public String getInfo();
//增加数据节点，例如研发部下的研发一组
public void add(IBranch branch);
//增加叶子节点
public void add(ILeaf leaf);
//获得下级信息
public ArrayList getSubordinateInfo();
}
所有的树枝节点
public class Branch implements IBranch {
//存储子节点的信息
private ArrayList subordinateList = new ArrayList();
//树枝节点的名称
private String name="";
//树枝节点的职位
private String position = "";
//树枝节点的薪水
private int salary = 0;
//通过构造函数传递树枝节点的参数
public Branch(String name,String position,int salary){
this.name = name;
this.position = position;
this.salary = salary;
}
//增加一个子树枝节点
public void add(IBranch branch) {
this.subordinateList.add(branch);
}
//增加一个叶子节点
public void add(ILeaf leaf) {
this.subordinateList.add(leaf);
}
//获得自己树枝节点的信息
public String getInfo() {
String info = "";
info = "名称：" + this.name;
info = info + "\t职位："+ this.position;
info = info + "\t薪水："+this.salary;
return info;
}
//获得下级的信息
public ArrayList getSubordinateInfo() {
return this.subordinateList;
}
}
叶子节点，也就是最小的小兵了，只能自己干活，不能指派别人了
public interface ILeaf {
//获得自己的信息呀
public String getInfo();
}
public class Leaf implements ILeaf {
//叶子叫什么名字
private String name = "";
//叶子的职位
private String position = "";
//叶子的薪水
private int salary=0;
//通过构造函数传递信息
public Leaf(String name,String position,int salary){
this.name = name;
this.position = position;
this.salary = salary;
}
//最小的小兵只能获得自己的信息了
public String getInfo() {
String info = "";
info = "名称：" + this.name;
info = info + "\t职位："+ this.position;
info = info + "\t薪水："+this.salary;
return info;
}
}
好了，所有的根节点，树枝节点和叶子节点都已经实现了，从总经理、部门经理到最终的员工都已经实现了，然后的工作就是组装成一个树状结构和遍历这个树状结构
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//首先产生了一个根节点
IRoot ceo = new Root("王大麻子","总经理",100000);
//产生三个部门经理，也就是树枝节点
IBranch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000);
IBranch salesDep = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000);
IBranch financeDep = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000);
//再把三个小组长产生出来
IBranch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000);
IBranch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000);
//剩下的及时我们这些小兵了,就是路人甲，路人乙
ILeaf a = new Leaf("a","开发人员",2000);
ILeaf b = new Leaf("b","开发人员",2000);
ILeaf c = new Leaf("c","开发人员",2000);
ILeaf d = new Leaf("d","开发人员",2000);
ILeaf e = new Leaf("e","开发人员",2000);
ILeaf f = new Leaf("f","开发人员",2000);
ILeaf g = new Leaf("g","开发人员",2000);
ILeaf h = new Leaf("h","销售人员",5000);
ILeaf i = new Leaf("i","销售人员",4000);
ILeaf j = new Leaf("j","财务人员",5000);
ILeaf k = new Leaf("k","CEO秘书",8000);
ILeaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副总",20000);
//该产生的人都产生出来了，然后我们怎么组装这棵树
//首先是定义总经理下有三个部门经理
ceo.add(developDep);
ceo.add(salesDep);
ceo.add(financeDep);
//总经理下还有一个秘书
ceo.add(k);
//定义研发部门 下的结构
developDep.add(firstDevGroup);
developDep.add(secondDevGroup);
//研发部经理下还有一个副总
developDep.add(zhengLaoLiu);
//看看开发两个开发小组下有什么
firstDevGroup.add(a);
firstDevGroup.add(b);
firstDevGroup.add(c);
secondDevGroup.add(d);
secondDevGroup.add(e);
secondDevGroup.add(f);
//再看销售部下的人员情况
salesDep.add(h);
salesDep.add(i);
//最后一个财务
financeDep.add(j);
//树状结构写完毕，然后我们打印出来
System.out.println(ceo.getInfo());
//打印出来整个树形
getAllSubordinateInfo(ceo.getSubordinateInfo());
}
//遍历所有的树枝节点，打印出信息
private static void getAllSubordinateInfo(ArrayList subordinateList){
int length = subordinateList.size();
for(int m=0;m<length;m++){ //定义一个ArrayList长度，不要在for循环中每次计算
Object s = subordinateList.get(m);
if(s instanceof Leaf){ //是个叶子节点，也就是员工
ILeaf employee = (ILeaf)s;
System.out.println(((Leaf) s).getInfo());
}else{
IBranch branch = (IBranch)s;
System.out.println(branch.getInfo());
//再递归调用
getAllSubordinateInfo(branch.getSubordinateInfo());
}
}
}
}
如果是在我们的项目中有这样的程序，肯定是被拉出来做典型的。
getInfo 每个接口都有为什么不能抽象出来？Root 类和 Branch 类有什么差别？为什么要定义成两个接口两个类?如果我要加一个任职期限，你是不是每个类都需要修改？如果我要后序遍历（从员工找到他的上级领导）能做吗？
问题很多，我们一个一个解决，先说抽象的问题，确实可以吧 IBranch 和 IRoot 合并成一个接口，这个我们先肯定下来，这是个比较大的改动，我们先画个类图：
这个类图还是有点问题的，接口的作用是什么？定义共性，那 ILeaf 和 IBranch 是不是也有共性呢？有 getInfo（），我们是不是要把这个共性也已经封装起来呢？
类图上有两个接口，ICorp 是公司所有人员的信息的接口类，不管你是经理还是员工，你都有名字，职位，薪水，这个定义成一个接口没有错，IBranch 有没有必要呢？我们先实现出来然后再说。
公司类，定义每个员工都有信息
public interface ICorp {
//每个员工都有信息
public String getInfo();
}
Leaf是树叶节点，在这里就是我们这些小兵
public class Leaf implements ICorp {
//小兵也有名称
private String name = "";
//小兵也有职位
private String position = "";
//小兵也有薪水，否则谁给你干
private int salary = 0;
//通过一个构造函数传递小兵的信息
public Leaf(String name,String position,int salary){
this.name = name;
this.position = position;
this.salary = salary;
}
//获得小兵的信息
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;
}
}
些经理和小组长是怎么实现的，先看接口：
public interface IBranch {
//能够增加小兵(树叶节点）或者是经理（树枝节点）
public void addSubordinate(ICorp corp);
//我还要能够获得下属的信息
public ArrayList<ICorp> getSubordinate();
}
实现类：
public class Branch implements IBranch, ICorp {
//领导也是人，也有名字
private String name = "";
//领导和领导不同，也是职位区别
private String position = "";
//领导也是拿薪水的
private int salary = 0;
//领导下边有那些下级领导和小兵
ArrayList<ICorp> subordinateList = new ArrayList<ICorp>();
//通过构造函数传递领导的信息
public Branch(String name,String position,int salary){
this.name = name;
this.position = position;
this.salary = salary;
}
//增加一个下属，可能是小头目，也可能是个小兵
public void addSubordinate(ICorp corp) {
this.subordinateList.add(corp);
}
//我有哪些下属
public ArrayList<ICorp> getSubordinate() {
return this.subordinateList;
}
//领导也是人，他也有信息
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;
}
}
组装这个树形结构，并展示出来
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//首先是组装一个组织结构出来
Branch ceo = compositeCorpTree();
//首先把CEO的信息打印出来：
System.out.println(ceo.getInfo());
//然后是所有员工信息
System.out.println(getTreeInfo(ceo));
}
//把整个树组装出来
public static Branch compositeCorpTree(){
//首先产生总经理CEO
Branch root = new Branch("王大麻子","总经理",100000);
//把三个部门经理产生出来
Branch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000);
Branch salesDep = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000);
Branch financeDep = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000);
//再把三个小组长产生出来
Branch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000);
Branch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000);
//把所有的小兵都产生出来
Leaf a = new Leaf("a","开发人员",2000);
Leaf b = new Leaf("b","开发人员",2000);
Leaf c = new Leaf("c","开发人员",2000);
Leaf d = new Leaf("d","开发人员",2000);
Leaf e = new Leaf("e","开发人员",2000);
Leaf f = new Leaf("f","开发人员",2000);
Leaf g = new Leaf("g","开发人员",2000);
Leaf h = new Leaf("h","销售人员",5000);
Leaf i = new Leaf("i","销售人员",4000);
Leaf j = new Leaf("j","财务人员",5000);
Leaf k = new Leaf("k","CEO秘书",8000);
Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副经理",20000);
//开始组装
//CEO下有三个部门经理和一个秘书
root.addSubordinate(k);
root.addSubordinate(developDep);
root.addSubordinate(salesDep);
root.addSubordinate(financeDep);
//研发部经理
developDep.addSubordinate(zhengLaoLiu);
developDep.addSubordinate(firstDevGroup);
developDep.addSubordinate(secondDevGroup);
//看看开发两个开发小组下有什么
firstDevGroup.addSubordinate(a);
firstDevGroup.addSubordinate(b);
firstDevGroup.addSubordinate(c);
secondDevGroup.addSubordinate(d);
secondDevGroup.addSubordinate(e);
secondDevGroup.addSubordinate(f);
//再看销售部下的人员情况
salesDep.addSubordinate(h);
salesDep.addSubordinate(i);
//最后一个财务
financeDep.addSubordinate(j);
return root;
}
//遍历整棵树,只要给我根节点，我就能遍历出所有的节点
public static String getTreeInfo(Branch root){
ArrayList<ICorp> subordinateList = root.getSubordinate();
String info = "";
for(ICorp s :subordinateList){
if(s instanceof Leaf){ //是员工就直接获得信息
info = info + s.getInfo()+"\n";
}else{ //是个小头目
info = info + s.getInfo() +"\n"+ getTreeInfo((Branch)s);
}
}
return info;
}
}
你看 Leaf和 Branch中都有 getInfo 信息，是否可以抽象，好，我们抽象一下：
定义一个公司的人员的抽象类
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;
/*通过接口的方式传递，我们改变一下习惯，传递进来的参数名以下划线开始
* 这个在一些开源项目中非常常见，一般构造函数都是这么定义的
*/
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;
}
}
普通员工很简单，就写一个构造函数就可以了
public class Leaf extends Corp {
//就写一个构造函数，这个是必须的
public Leaf(String _name,String _position,int _salary){
super(_name,_position,_salary);
}
}
小头目的实现类：
public class Branch extends Corp {
//领导下边有那些下级领导和小兵
ArrayList<Corp> subordinateList = new ArrayList<Corp>();
//构造函数是必须的了
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) {
this.subordinateList.add(corp);
}
//我有哪些下属
public ArrayList<Corp> getSubordinate() {
return this.subordinateList;
}
}
组装这个树形结构，并展示出来
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//首先是组装一个组织结构出来
Branch ceo = compositeCorpTree();
//首先把CEO的信息打印出来：
System.out.println(ceo.getInfo());
//然后是所有员工信息
System.out.println(getTreeInfo(ceo));
}
//把整个树组装出来
public static Branch compositeCorpTree(){
//首先产生总经理CEO
Branch root = new Branch("王大麻子","总经理",100000);
//把三个部门经理产生出来
Branch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000);
Branch salesDep = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000);
Branch financeDep = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000);
//再把三个小组长产生出来
Branch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000);
Branch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000);
//把所有的小兵都产生出来
Leaf a = new Leaf("a","开发人员",2000);
Leaf b = new Leaf("b","开发人员",2000);
Leaf c = new Leaf("c","开发人员",2000);
Leaf d = new Leaf("d","开发人员",2000);
Leaf e = new Leaf("e","开发人员",2000);
Leaf f = new Leaf("f","开发人员",2000);
Leaf g = new Leaf("g","开发人员",2000);
Leaf h = new Leaf("h","销售人员",5000);
Leaf i = new Leaf("i","销售人员",4000);
Leaf j = new Leaf("j","财务人员",5000);
Leaf k = new Leaf("k","CEO秘书",8000);
Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副经理",20000);
//开始组装
//CEO下有三个部门经理和一个秘书
root.addSubordinate(k);
root.addSubordinate(developDep);
root.addSubordinate(salesDep);
root.addSubordinate(financeDep);
//研发部经理
developDep.addSubordinate(zhengLaoLiu);
developDep.addSubordinate(firstDevGroup);
developDep.addSubordinate(secondDevGroup);
//看看开发两个开发小组下有什么
firstDevGroup.addSubordinate(a);
firstDevGroup.addSubordinate(b);
firstDevGroup.addSubordinate(c);
secondDevGroup.addSubordinate(d);
secondDevGroup.addSubordinate(e);
secondDevGroup.addSubordinate(f);
//再看销售部下的人员情况
salesDep.addSubordinate(h);
salesDep.addSubordinate(i);
//最后一个财务
financeDep.addSubordinate(j);
return root;
}
//遍历整棵树,只要给我根节点，我就能遍历出所有的节点
public static String getTreeInfo(Branch root){
ArrayList<Corp> subordinateList = root.getSubordinate();
String info = "";
for(Corp s :subordinateList){
if(s instanceof Leaf){ //是员工就直接获得信息
info = info + s.getInfo()+"\n";
}else{ //是个小头目
info = info + s.getInfo() +"\n"+ getTreeInfo((Branch)s);
}
}
return info;
}
}
组合模式通用类图如下：
我们先来说说组合模式的几个角色：
抽象构件角色(Component)：定义参加组合的对象的共有方法和属性，可以定义一些默认的行为或属性；比如我们例子中的 getInfo 就封装到了抽象类中。
叶子构件（Leaf）：叶子对象，其下再也没有其他的分支。
树枝构件（Composite）：树枝对象，它的作用是组合树枝节点和叶子节点；
组合模式有两种模式，透明模式和安全模式，这两个模式有什么区别呢？先看类图：
从类图上大家应该能看清楚了，这两种模式各有优缺点，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的，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。
第一个优点只要是树形结构，就要考虑使用组合模式。
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？
定义一个公司的人员的抽象类
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;
/*通过接口的方式传递，我们改变一下习惯，传递进来的参数名以下划线开始
* 这个在一些开源项目中非常常见，一般构造函数都是定义的
*/
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;
}
}
节点类：
public class Branch extends Corp {
//领导下边有那些下级领导和小兵
ArrayList<Corp> subordinateList = new ArrayList<Corp>();
//构造函数是必须的了
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;
}
}
