设计模式——（12）组合模式

第十二章组合模式

1.1 引言

餐厅都有自己的一份菜单，而菜单由菜单项组成，每个菜单项描述菜名、菜价和描述等信息。

而在一份菜单中，可能包含子菜单，例如：餐厅菜单除了包含菜名，还包含一份甜品子菜单。

菜单结构如下图所示。

在这样的场景下，当需要遍历每一菜单项时，应如何组织和管理数据呢？

组合模式可以解决此场景下的问题，使系统更具灵活性和弹性。

1.2 组合模式

组合模式：允许将对象组合成树形结构来表现“整体/部分”层次结构。组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合。

可以忽略对象组合和个别对象之间的差异。

组合模式的类图如下图所示。

从图中可以看出，组件分为两种，一种是叶子节点、一种是组合，而组合又包含组件，由此形成树形结构。

1.3 利用组合模式设计菜单

利用组合模式设计菜单的类图如图所示。

定义了菜单抽象组件接口，供菜单项和菜单共同使用：

package headfirst.designpatterns.composite;public abstract class MenuComponent {public void add(MenuComponent menuComponent){throw new UnsupportedOperationException();}public void remove(MenuComponent menuComponent){throw new UnsupportedOperationException();}public MenuComponent getChild(int i){throw new UnsupportedOperationException();}public String getName(){throw new UnsupportedOperationException();}public String getDescription(){throw new UnsupportedOperationException();}public double getPrice(){throw new UnsupportedOperationException();}public boolean isVegetarian(){throw new UnsupportedOperationException();}public void print(){throw new UnsupportedOperationException();}
}

定义菜单 Menu，其继承了 MenuComponent 接口：

package headfirst.designpatterns.composite;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;public class Menu extends MenuComponent{ArrayList<MenuComponent> menuComponents = new ArrayList<MenuComponent>();String name;String description;public Menu(String name, String description) {this.name = name;this.description = description;}@Overridepublic void add(MenuComponent menuComponent){menuComponents.add(menuComponent);}@Overridepublic void remove(MenuComponent menuComponent){menuComponents.remove(menuComponent);}@Overridepublic MenuComponent getChild(int i) {return (MenuComponent) menuComponents.get(i);}@Overridepublic String getName() {return name;}@Overridepublic String getDescription() {return description;}@Overridepublic void print(){System.out.println("\n" + getName());System.out.println(", " + getDescription());System.out.println("---------------------");// 由于菜单可能包含子菜单，因此，需要迭代打印子菜单的菜单项。Iterator<MenuComponent> iterator = menuComponents.iterator();while (iterator.hasNext()){MenuComponent menuComponent = (MenuComponent) iterator.next();menuComponent.print();}}}

定义了菜单 MenuItem 实现了 MenuComponent 接口：

package headfirst.designpatterns.composite;public class MenuItem extends MenuComponent{String name;String description;boolean vegetarian;double price;public MenuItem(String name, String description, boolean vegetarian, double price) {this.name = name;this.description = description;this.vegetarian = vegetarian;this.price = price;}@Overridepublic String getName() {return name;}@Overridepublic String getDescription() {return description;}@Overridepublic boolean isVegetarian() {return vegetarian;}@Overridepublic double getPrice() {return price;}// 没有子菜单，只需打印当前菜单项信息即可。public void print(){System.out.println(" "+getName());if (isVegetarian()){System.out.println("(v)");}System.out.println(","+getPrice());System.out.println("    --  "+ getDescription());}
}

再定义客户代码 Waitress：

package headfirst.designpatterns.composite;public class Waitress {MenuComponent allMenus;public Waitress(MenuComponent allMenus) {this.allMenus = allMenus;}public void printMenu(){allMenus.print();}
}

测试：

package headfirst.designpatterns.composite;public class MenuTestDrive {public static void main(String[] args) {// 构建菜单的树形结构MenuComponent pancakeHouseMenu =new Menu("PANCAKE HOUSE MENU", "Breakfast");MenuComponent dinerMenu =new Menu("DINER MENU", "Lunch");MenuComponent cafeMenu =new Menu("CAFE MENU", "Dinner");MenuComponent dessertMenu =new Menu("DESSERT MENU", "Dessert of course!");MenuComponent coffeeMenu = new Menu("COFFEE MENU", "Stuff to go with your afternoon coffee");MenuComponent allMenus = new Menu("ALL MENUS", "All menus combined");allMenus.add(pancakeHouseMenu);allMenus.add(dinerMenu);allMenus.add(cafeMenu);pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("K&B's Pancake Breakfast","Pancakes with scrambled eggs and toast",true,2.99));pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Regular Pancake Breakfast","Pancakes with fried eggs, sausage",false,2.99));pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Blueberry Pancakes","Pancakes made with fresh blueberries, and blueberry syrup",true,3.49));pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Waffles","Waffles with your choice of blueberries or strawberries",true,3.59));dinerMenu.add(new MenuItem("Vegetarian BLT","(Fakin') Bacon with lettuce & tomato on whole wheat",true,2.99));dinerMenu.add(new MenuItem("BLT","Bacon with lettuce & tomato on whole wheat",false,2.99));dinerMenu.add(new MenuItem("Soup of the day","A bowl of the soup of the day, with a side of potato salad",false,3.29));dinerMenu.add(new MenuItem("Hot Dog","A hot dog, with saurkraut, relish, onions, topped with cheese",false,3.05));dinerMenu.add(new MenuItem("Steamed Veggies and Brown Rice","Steamed vegetables over brown rice",true,3.99));dinerMenu.add(new MenuItem("Pasta","Spaghetti with marinara sauce, and a slice of sourdough bread",true,3.89));// dinerMenu 包含子菜单 dessertMenudinerMenu.add(dessertMenu);dessertMenu.add(new MenuItem("Apple Pie","Apple pie with a flakey crust, topped with vanilla icecream",true,1.59));dessertMenu.add(new MenuItem("Cheesecake","Creamy New York cheesecake, with a chocolate graham crust",true,1.99));dessertMenu.add(new MenuItem("Sorbet","A scoop of raspberry and a scoop of lime",true,1.89));cafeMenu.add(new MenuItem("Veggie Burger and Air Fries","Veggie burger on a whole wheat bun, lettuce, tomato, and fries",true,3.99));cafeMenu.add(new MenuItem("Soup of the day","A cup of the soup of the day, with a side salad",false,3.69));cafeMenu.add(new MenuItem("Burrito","A large burrito, with whole pinto beans, salsa, guacamole",true,4.29));// cafeMenu 包含子菜单 coffeeMenucafeMenu.add(coffeeMenu);coffeeMenu.add(new MenuItem("Coffee Cake","Crumbly cake topped with cinnamon and walnuts",true,1.59));coffeeMenu.add(new MenuItem("Bagel","Flavors include sesame, poppyseed, cinnamon raisin, pumpkin",false,0.69));coffeeMenu.add(new MenuItem("Biscotti","Three almond or hazelnut biscotti cookies",true,0.89));Waitress waitress = new Waitress(allMenus);waitress.printMenu();}
}

最后，测试结果依次打印出该菜单的所有菜单项。

参考

[1] Freeman E. Head First 设计模式[M] 中国电力出版社.
[2] 菜鸟教程.

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