設(shè)計模式（十）——組合模式（HashMap源碼解析）

路人甲Java 2021-05-06

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1 看一個學(xué)校院系展示需求

編寫程序展示一個學(xué)校院系結(jié)構(gòu)：需求是這樣，要在一個頁面中展示出學(xué)校的院系組成，一個學(xué)校有多個學(xué)院，一個學(xué)院有多個系。如圖：

2 傳統(tǒng)方案解決學(xué)校院系展示

3 傳統(tǒng)方案解決學(xué)校院系展示存在的問題分析

1) 將學(xué)院看做是學(xué)校的子類，系是學(xué)院的子類，這樣實際上是站在組織大小來進行分層次的

2) 實際上我們的要求是：在一個頁面中展示出學(xué)校的院系組成，一個學(xué)校有多個學(xué)院，一個學(xué)院有多個系，因

此這種方案，不能很好實現(xiàn)的管理的操作，比如對學(xué)院、系的添加，刪除，遍歷等

3) 解決方案：把學(xué)校、院、系都看做是組織結(jié)構(gòu)，他們之間沒有繼承的關(guān)系，而是一個樹形結(jié)構(gòu)，可以更好的實現(xiàn)管理操作。 => 組合模式

4 組合模式基本介紹

基本介紹

1) 組合模式（Composite Pattern），又叫部分整體模式，它創(chuàng)建了對象組的樹形結(jié)構(gòu)，將對象組合成樹狀結(jié)構(gòu)以表示“整體-部分”的層次關(guān)系。

2) 組合模式依據(jù)樹形結(jié)構(gòu)來組合對象，用來表示部分以及整體層次。

3) 這種類型的設(shè)計模式屬于結(jié)構(gòu)型模式。

4) 組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的訪問具有一致性，即：組合能讓客戶以一致的方式處理個別對象以及組合對象

5 組合模式原理類

對原理結(jié)構(gòu)圖的說明-即(組合模式的角色及職責(zé))

1) Component :這是組合中對象聲明接口，在適當(dāng)情況下，實現(xiàn)所有類共有的接口默認行為,用于訪問和管理

Component 子部件, Component 可以是抽象類或者接口

2) Leaf : 在組合中表示葉子節(jié)點，葉子節(jié)點沒有子節(jié)點

3) Composite :非葉子節(jié)點，用于存儲子部件，在 Component 接口中實現(xiàn) 子部件的相關(guān)操作，比如增加(add), 刪除。

6 組合模式解決學(xué)校院系展示的應(yīng)用實例

應(yīng)用實例要求

1) 編寫程序展示一個學(xué)校院系結(jié)構(gòu)：需求是這樣，要在一個頁面中展示出學(xué)校的院系組成，一個學(xué)校有多個學(xué)院，一個學(xué)院有多個系。

2) 思路分析和圖解(類圖)

OrganizationComponmet 類

package com.lin.composite;


public abstract class OrganizationComponmet {

    private String name;
    
    private String des;
    
    protected void add(OrganizationComponmet organizationComponmet) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    
    protected void remove(OrganizationComponmet organizationComponmet) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    public OrganizationComponmet(String name, String des) {
        super();
        this.name = name;
        this.des = des;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getDes() {
        return des;
    }

    public void setDes(String des) {
        this.des = des;
    }
    
    protected abstract void print();
    
    
}

University 類

package com.lin.composite;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class University extends OrganizationComponmet{
    
    List<OrganizationComponmet> organizationComponmets = new ArrayList<OrganizationComponmet>();

    

    public University(String name, String des) {
        super(name, des);
    }
    
    @Override
    protected void add(OrganizationComponmet organizationComponmet) {
        organizationComponmets.add(organizationComponmet);
    }

    @Override
    protected void remove(OrganizationComponmet organizationComponmet) {
        organizationComponmets.remove(organizationComponmet);
    }
    
    
    @Override
    public String getDes() {
        return super.getDes();
    }
    
    @Override
        public String getName() {
            return super.getName();
        }
    
    
    @Override
    protected void print() {
    
        System.out.println("---------------------" + getName() + "--------------------");
        
        for (OrganizationComponmet organizationComponmet : organizationComponmets) {
            organizationComponmet.print();
        }
    }

    
}

College 類

package com.lin.composite;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class College extends OrganizationComponmet{

List<OrganizationComponmet> organizationComponmets = new ArrayList<OrganizationComponmet>();

    

    public College(String name, String des) {
        super(name, des);
    }
    
    @Override
    protected void add(OrganizationComponmet organizationComponmet) {
        organizationComponmets.add(organizationComponmet);
    }

    @Override
    protected void remove(OrganizationComponmet organizationComponmet) {
        organizationComponmets.remove(organizationComponmet);
    }
    
    
    @Override
    public String getDes() {
        return super.getDes();
    }
    
    @Override
        public String getName() {
            return super.getName();
        }
    
    @Override
    protected void print() {
    
        System.out.println("---------------------" + getName() + "--------------------");
        
        for (OrganizationComponmet organizationComponmet : organizationComponmets) {
            organizationComponmet.print();
        }
    }

    
}

Department 類

package com.lin.composite;

public class Department extends OrganizationComponmet{

    public Department(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    @Override
    public String getDes() {
        return super.getDes();
    }
    
    @Override
        public String getName() {
            return super.getName();
        }
    
    @Override
    protected void print() {
        System.out.println(getName());
    }
    
}

Client類

package com.lin.composite;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        OrganizationComponmet university = new University("波大", "美國大學(xué)");
        
        OrganizationComponmet college1 = new College("計算機學(xué)院", "計算機");
        OrganizationComponmet college2 = new College("中文學(xué)院", "中文");
        
        university.add(college1);
        university.add(college2);
        
        OrganizationComponmet department1 = new Department("軟件工程專業(yè)", "軟件");
        OrganizationComponmet department2 = new Department("大數(shù)據(jù)專業(yè)", "大數(shù)據(jù)");
        OrganizationComponmet department3 = new Department("漢語言專業(yè)", "漢語言");
        OrganizationComponmet department4 = new Department("中華文化專業(yè)", "中華文化");
        
        college1.add(department1);
        college1.add(department2);
        college2.add(department3);
        college2.add(department4);
        
        university.print();
        System.out.println("--------------------------------------------");
        college1.print();
    }
}

7 組合模式在 JDK 集合的源碼分析

1) Java 的集合類-HashMap 就使用了組合模式

2) 代碼分析

package com.lin.composite;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CompositeApply {

    public static void main(String[] args) {
        Map<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>();
        hashMap.put(0, "zero");
        System.out.println(hashMap);
        
        Map<Object, Object> map = new HashMap<Object, Object>();
        map.put(1, "one");
        map.put(2, "two");
        map.put(3, "three");
        
        hashMap.putAll(map);
        System.out.println(hashMap);
    }
}