Java進階篇設計模式之六 ----- 組合模式和過濾器模式
前言
在上一篇中我們學習了結構型模式的外觀模式和裝飾器模式。本篇則來學習下組合模式和過濾器模式。
組合模式
簡介
組合模式是用於把一組相似的物件當作一個單一的物件。組合模式依據樹形結構來組合物件，用來表示部分以及整體層次。這種型別的設計模式屬於結構型模式，它建立了物件組的樹形結構。
簡單來說的話，就是根據樹形結構把相似的物件進行組合，然後表示該部分是用來做啥的。在<大話設計模式> 中有個很形象的例子，就是電腦中的檔案系統 。
檔案系統由目錄和檔案組成。每個目錄都可以裝內容。目錄的內容可以是檔案，也可以是目錄。按照這種方式，計算機的檔案系統就是以遞迴結構來組織的。
當然，這裡我們也可以使用一個簡單的示例來對組合模式進行講解。
在學校中，有很多學生，但是這些學生中又有不同的身份，有的學生是學生會主席，有的是學生會委員，有的是班長，有的是體育委員等等， 當然大部分都是普通的學生，並沒有擔當其它的職位。這時我們就可以使用組合模式來進行組合。
按照管理層來看，學生職位中最大的是學生會主席，學生會主席下有學生會委員，然後學生會委員又管理著普通的學生，他們之間相互獨立，可以成為一個部分，也可以最終成為一個整體。可以說非常符合組合模式中的樹形結構以表示‘部分-整體’的層次結構
。
廢話不在多說了，下面進行程式碼的開發。
首先定義一個學生類，有學生姓名和職位屬性。
然後在學生類中在新增 add()、remove()、get()方法，最後進行層級呼叫。
程式碼示例:
class Student{
private String name;
private String position;
private List<Student> students;
public Student(String name, String position) {
this.name = name;
this.position = position;
students=new ArrayList<Student>();
}
public void add(Student student){
students.add(student);
}
public void remove(Student student){
students.remove(student);
}
public List<Student> get(){
return students;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", position=" + position + "]";
}
}
public class CompositeTest {
public static void main(String[] args) {
Student studentLeader=new Student("小明","學生會主席");
Student committeeMember=new Student("小剛","學生會委員");
Student student=new Student("小紅","學生");
committeeMember.add(student);
studentLeader.add(committeeMember);
System.out.println("-"+studentLeader);
studentLeader.get().forEach(sl->{
System.out.println("--"+sl);
sl.get().forEach(cm->{
System.out.println("---"+cm);
});
});
}
}
輸出結果:
-Student [name=小明, position=學生會主席] --Student [name=小剛, position=學生會委員] ---Student [name=小紅, position=學生]
在上述示例中，我們添加了三個學生(更多也一樣，主要是思路)，在學校中分別扮演 學生會主席、學生會委員以及學生。其中學生會主席管理著學生會委員，學生會委員管理著學生，他們之間屬於層級關係，一層層的包含。在這之中，我們也發現一點，其實組合模式就是把某個物件去包含另一個物件，然後通過組合的方式來進行一些佈局。
組合模式的優點:
高層模組呼叫較為簡單，增加某個節點方便。
組合模式的缺點:
因為其子節點的宣告都是實現類，而不是介面，違反了依賴倒置原則。
使用場景:
可以表示為 ‘部分-整體 ’的層級結構。
過濾器模式
簡介
過濾器模式允許開發人員使用不同的標準來過濾一組物件，通過邏輯運算以解耦的方式把它們連線起來。這種型別的設計模式屬於結構型模式，它結合多個標準來獲得單一標準。
簡單的來說該模式的功能就是如其名，做一個過濾的作用。我們在一般在進行後臺介面開發的時候，也會根據過濾掉一些請求。其實過濾器模式主要實現也是這種功能，廢話不多說，開始用程式碼進行相應的說明。
這裡依舊用學生來進行講解，學校的學生中有男生和女生，學校又有不同的年級，這時我們相統計下學生的相關資訊，就可以使用過濾器模式來進行分組了。比如，統計該學校有多少男生，一年級的女生有多少，三年級的學生或者女生有多少之類等等。
程式碼示例:
由於程式碼有點多，這裡就分開進行講解。
首先定義一個實體類，有姓名、性別、年級這三個屬性。
class Student{
private String name;
private String gender;
private Integer grade;
public Student(String name, String gender, Integer grade) {
super();
this.name = name;
this.gender = gender;
this.grade = grade;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getGender() {
return gender;
}
public void setGender(String gender) {
this.gender = gender;
}
public Integer getGrade() {
return grade;
}
public void setGrade(Integer grade) {
this.grade = grade;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", gender=" + gender + ", grade=" + grade + "]";
}
}
然後再定義一個公用的介面，指定實現的方法。
interface FilterinGrule {
List<Student>filter(List<Student> students);
}
然後再實現該介面，制定不同的過濾規則。這裡主要是三種規則，普通的過濾，且過濾，或過濾。
具體實現的方法如下:
class MaleStudents implements FilterinGrule{
@Override
public List<Student> filter(List<Student> students) {
List<Student> maleStudents = new ArrayList<Student>();
students.forEach(student->{
if(student.getGender().equalsIgnoreCase("male")){
maleStudents.add(student);
}
});
return maleStudents;
}
}
class FemaleStudents implements FilterinGrule{
@Override
public List<Student> filter(List<Student> students) {
List<Student> femaleStudents = new ArrayList<Student>();
students.forEach(student->{
if(student.getGender().equalsIgnoreCase("female")){
femaleStudents.add(student);
}
});
return femaleStudents;
}
}
class SecondGrade implements FilterinGrule{
@Override
public List<Student> filter(List<Student> students) {
List<Student> secondGradeStudents = new ArrayList<Student>();
students.forEach(student->{
if(student.getGrade() == 2){
secondGradeStudents.add(student);
}
});
return secondGradeStudents;
}
}
class And implements FilterinGrule{
private FilterinGrule filter;
private FilterinGrule filter2;
public And(FilterinGrule filter,FilterinGrule filter2) {
this.filter=filter;
this.filter2=filter2;
}
@Override
public List<Student> filter(List<Student> students) {
List<Student> students2=filter.filter(students);
return filter2.filter(students2);
}
}
class Or implements FilterinGrule{
private FilterinGrule filter;
private FilterinGrule filter2;
public Or(FilterinGrule filter,FilterinGrule filter2) {
this.filter=filter;
this.filter2=filter2;
}
@Override
public List<Student> filter(List<Student> students) {
List<Student> students1=filter.filter(students);
List<Student> students2=filter2.filter(students);
students2.forEach(student->{
if(!students1.contains(student)){
students1.add(student);
}
});
return students1;
}
}
最後再來進行呼叫測試，新增一些學生，並且指定性別以及班級。然後根據不同的條件來進行過濾。
public class FilterTest {
public static void main(String[] args) {
List<Student> list=new ArrayList<Student>();
list.add(new Student("小明", "male", 1));
list.add(new Student("小紅", "female", 2));
list.add(new Student("小剛", "male", 2));
list.add(new Student("小霞", "female", 3));
list.add(new Student("小智", "male", 3));
list.add(new Student("虛無境", "male", 1));
FilterinGrule male = new MaleStudents();
FilterinGrule female = new FemaleStudents();
FilterinGrule secondGrade = new SecondGrade();
FilterinGrule secondGradeMale = new And(secondGrade, male);
FilterinGrule secondGradeOrFemale = new Or(secondGrade, female);
System.out.println("男生:"+male.filter(list));
System.out.println("女生:"+female.filter(list));
System.out.println("二年級學生:"+secondGrade.filter(list));
System.out.println("二年級男生:"+secondGradeMale.filter(list));
System.out.println("二年級的學生或女生:"+secondGradeOrFemale.filter(list));
}
}
輸出結果:
男生:[Student [name=小明, gender=male, grade=1], Student [name=小剛, gender=male, grade=2], Student [name=小智, gender=male, grade=3], Student [name=虛無境, gender=male, grade=1]] 女生:[Student [name=小紅, gender=female, grade=2], Student [name=小霞, gender=female, grade=3]] 二年級學生:[Student [name=小紅, gender=female, grade=2], Student [name=小剛, gender=male, grade=2]] 二年級男生:[Student [name=小剛, gender=male, grade=2]] 二年級的學生或女生:[Student [name=小紅, gender=female, grade=2], Student [name=小剛, gender=male, grade=2], Student [name=小霞, gender=female, grade=3]]
通過上述示例，我們發現過濾器模式其實很簡單，制定過濾規則，然後再根據制定的標準來進行過濾，得到符合條件的資料。過濾器模式雖然簡單，但是在構建過濾規則的時候，有點繁瑣，不過在jdk1.8之後，我們可以使用stream 流更方便的進行規則的制定（這一點留在以後再講）。
過濾器模式的優點：
簡單，解耦，使用方便。
過濾器模式的缺點：
好像沒有。。。
使用場景：
需要進行篩選的時候。
其它
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