21.4 组合模式的扩展

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21.4 组合模式的扩展

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。

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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。

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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

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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

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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> getChildren()throws 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

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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。

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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

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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

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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！