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Java组合模式:构建多层次公司组织架构
在现实生活中,常常会遇到用树形结构组织的一些场景,比如国家省市,学校班级,文件目录,分级导航菜单,以及典型的公司组织架构,整个层次结构自顶向下呈现一颗倒置的树。这种树形结构在面向对象的世界中非常适合用组合模式来处理。
一,概述
组合模式(Composite Pattern),又叫做“部分-整体”模式,是一种结构型设计模式,它允许将对象组织成树状结构,以表示“部分-整体”的层次结构。在这种结构中,可以将相同操作应用于部分和整体,从而实现对单个对象和组合对象的一致性处理。怎么理解单个对象和组合对象,比如一颗倒置的节点树,其中的叶子节点就是单个对象,每个分支节点和其下的所有子节点共同构成组合对象。
组合模式一般包含以下角色:
- 抽象构件(Component):为单个对象和组合对象声明公共接口,定义共有的行为或属性,如添加、删除、获取子节点等方法。
- 叶子构件(Leaf):即单个的对象,表示树形结构中没有子节点的对象,实现了抽象构件中的方法。
- 组合构件(Composite):即组合对象,包含一组子对象,同时实现了抽象构件中添加、删除、获取子节点等方法。
优点
- 提供统一的操作接口,简化客户端代码:客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象,无需区分它们的类型,使客户端代码更加简洁和统一。
- 提升系统灵活性和可扩展性:可以很方便地通过添加新的组合对象或叶子对象来扩展树形结构,并且可以动态地添加、删除和修改对象。
缺点
- 限制了组合对象的类型:组合模式中的组合对象必须实现相同的接口或继承相同的父类。这可能会限制组合对象的类型,使其无法满足特定的需求。
- 可能导致系统过于一般化:组合模式的使用可能导致系统过于一般化,将特定的操作和行为放在组合模式中可能不太合适。
- 增加了系统的复杂性:引入组合模式会增加系统的复杂性,需要更多的类和接口来表示组合结构,增加了代码的数量和理解难度。
适用场景
- 需要表示“部分-整体”层次结构的情况,如树状结构、目录结构等。
- 希望能够以统一的方式处理单个对象和组合对象时。
- 需要动态地添加、删除和修改对象,希望系统具有良好的扩展性时。
二,模拟公司组织架构
案例分析
接下来我们用组合模式来模拟实现下公司组织架构,使得我们可以动态管理公司人员。如上图所示,所有的叶子节点表示普通员工,是单个的对象。所有的分支节点包括根节点表示领导,每个领导都含有下属员工,总裁的下属就是主管,每个领导及其直接下属就构成组合对象。不管是总裁、主管还是普通员工,他们都是公司的雇员,这就是员工和领导的共性。
代码实现
步骤1:创建抽象构件—Employee接口,表示雇员。
public interface Employee {
//添加下属员工
void add(Employee e);
//移除下属员工
void remove(Employee e);
//获取所有下属员工
List<Employee> getSubordinates();
//打印员工信息
void info();
}
步骤2:创建叶子构件—Worker类,实现Employee接口,表示最底层的员工。对于的员工的管理操作,提供空实现即可。
public class Worker implements Employee{
//员工姓名
private String name;
public Worker(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void add(Employee e) {
}
@Override
public void remove(Employee e) {
}
@Override
public List<Employee> getSubordinates() {
return null;
}
@Override
public void info() {
System.out.println("员工-"+name);
}
}
步骤3:创建组合构件—Leader类,实现Employee接口,表示含有下属的领导。代码中用一个集合表示该领导的下属。
public class Leader implements Employee{
//领导姓名
private String name;
//下属集合
private List<Employee> subordinates;
public Leader(String name) {
this.name = name;
this.subordinates= new ArrayList<>();
}
@Override
public void add(Employee e) {
subordinates.add(e);
}
@Override
public void remove(Employee e) {
subordinates.remove(e);
}
@Override
public List<Employee> getSubordinates() {
return subordinates;
}
@Override
public void info() {
System.out.println("领导-"+name);
for(Employee e:subordinates){
e.info();
}
}
}
步骤4:客户端测试。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Employee ceo=new Leader("ceo");
Employee devLeader=new Leader("devLeader");
Employee fatLeader=new Leader("fatLeader");
ceo.add(devLeader);
ceo.add(fatLeader);
Employee devWorker01=new Worker("devWorker01");
Employee devWorker02=new Worker("devWorder02");
devLeader.add(devWorker01);
devLeader.add(devWorker02);
Employee fatWorker01=new Worker("fatWorker01");
Employee fatWorker02=new Worker("fatWorder02");
fatLeader.add(fatWorker01);
fatLeader.add(fatWorker02);
//打印整个公司架构
ceo.info();
System.out.println();
//打印开发部门架构
devLeader.info();
System.out.println();
//测试部门开除员工fatWorker01后的人员结构
fatLeader.remove(fatWorker01);
fatLeader.info();
}
}
测试结果
三,总结
通过本篇文章的案例学习,可以看出组合模式在处理树状结构场景时,非常有用。在实际项目中,如果遇到需要表示对象的“部分-整体”关系,并希望用户能够忽略组合对象和单个对象之间的差异,可以考虑使用组合模式。它可以简化客户端操作,并提升系统灵活性和扩展性。不过,它也可能增加系统的复杂度和理解难度,我们应该根据实际需求进行权衡。
好了,希望这篇文章对你的学习有所帮助,在此感谢你的阅读,我们下次再见!