组合模式:又叫“部分整体”模式,将对象组合成树形结构,以表示“部分 - 整体”的层次结构。通过对象的多态性表现,使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
生活小栗子:文件目录,DOM 文档树
模式特点
- 表示“部分 - 整体”的层次结构,生成 “ 树叶型 ” 结构;
- 一致操作性,树叶对象对外接口保存一致(操作与数据结构一致);
- 自上而下的的请求流向,从树对象传递给叶对象;
- 调用顶层对象,会自行遍历其下的叶对象执行。
代码实现
树对象和叶对象接口统一,树对象增加一个缓存数组,存储叶对象。执行树对象方法时,将请求传递给其下叶对象执行。
// 树对象 - 文件目录
class CFolder {constructor(name) {
this.name = name;
this.files = [];}
add(file) {this.files.push(file);
}
scan() {for (let file of this.files) {file.scan();
}
}
}
// 叶对象 - 文件
class CFile {constructor(name) {this.name = name;}
add(file) {throw new Error('文件下面不能再添加文件');
}
scan() {console.log(` 开始扫描文件:${this.name}`);
}
}
let mediaFolder = new CFolder('娱乐');
let movieFolder = new CFolder('电影');
let musicFolder = new CFolder('音乐');
let file1 = new CFile('钢铁侠.mp4');
let file2 = new CFile('再谈记忆.mp3');
movieFolder.add(file1);
musicFolder.add(file2);
mediaFolder.add(movieFolder);
mediaFolder.add(musicFolder);
mediaFolder.scan();
/* 输出:
开始扫描文件:钢铁侠.mp4
开始扫描文件:再谈记忆.mp3
*/
CFolder
与 CFile
接口保持一致。执行 scan()
时,若发现是树对象,则继续遍历其下的叶对象,执行 scan()
。
JavaScript 不同于其它静态编程语言,实现组合模式的难点是保持树对象与叶对象之间接口保持统一,可借助 TypeScript 定制接口规范,实现类型约束。
// 定义接口规范
interface Compose {
name: string,
add(file: CFile): void,
scan(): void}
// 树对象 - 文件目录
class CFolder implements Compose {fileList = [];
name: string;
constructor(name: string) {this.name = name;}
add(file: CFile) {this.fileList.push(file);
}
scan() {for (let file of this.fileList) {file.scan();
}
}
}
// 叶对象 - 文件
class CFile implements Compose {
name: string;
constructor(name: string) {this.name = name;}
add(file: CFile) {throw new Error('文件下面不能再添加文件');
}
scan() {console.log(` 开始扫描:${this.name}`)
}
}
let mediaFolder = new CFolder('娱乐');
let movieFolder = new CFolder('电影');
let musicFolder = new CFolder('音乐');
let file1 = new CFile('钢铁侠.mp4');
let file2 = new CFile('再谈记忆.mp3');
movieFolder.add(file1);
musicFolder.add(file2);
mediaFolder.add(movieFolder);
mediaFolder.add(musicFolder);
mediaFolder.scan();
/* 输出:
开始扫描文件:钢铁侠.mp4
开始扫描文件:再谈记忆.mp3
*/
透明性的安全问题
组合模式的透明性,指的是树叶对象接口保持统一,外部调用时无需区分。但是这会带来一些问题,如上述文件目录的例子,文件(叶对象)下不可再添加文件,因此需在文件类的 add()
方法中抛出异常,以作提醒。
误区规避
1. 组合不是继承,树叶对象并不是父子对象
组合模式的树型结构是一种 HAS-A(聚合)的关系,而不是 IS-A。树叶对象能够合作的关键,是它们对外保持统一接口,而不是叶对象继承树对象的属性方法,两者之间不是父子关系。
2. 叶对象操作保持一致性
叶对象除了与树对象接口一致外,操作也必须保持一致性。一片叶子只能生在一颗树上。调用顶层对象时,每个叶对象只能接收一次请求,一个叶对象不能从属多个树对象。
3. 叶对象实现冒泡传递
请求传递由树向叶传递,如果想逆转传递过程,需在叶对象中保留对树对象的引用,冒泡传递给树对象处理。
4. 不只是简单的子集遍历
调用对象的接口方法时,如果该对象是树对象,则会将请求传递给叶对象,由叶对象执行方法,以此类推。不同于迭代器模式,迭代器模式遍历并不会做请求传导。
应用场景
- 优化处理递归或分级数据结构(文件系统 – 目录文件管理);
- 与其它设计模式联用,如与命令模式联用实现“宏命令”。
优缺点
-
优点:
- 忽略组合对象和单个对象的差别,对外一致接口使用;
- 解耦调用者与复杂元素之间的联系,处理方式变得简单。
-
缺点
- 树叶对象接口一致,无法区分,只有在运行时方可辨别;
- 包裹对象创建太多,额外增加内存负担。
参考文章
- 《JavaScript 设计模式与开发实践》
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作者:以乐之名
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