Java计模模式之六

Wesley13
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前言

上一篇中我们学习了结构型模式的外观模式和装饰器模式。本篇则来学习下组合模式和过滤器模式。

组合模式

简介

组合模式是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象,用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式,它创建了对象组的树形结构。

简单来说的话,就是根据树形结构把相似的对象进行组合,然后表示该部分是用来做啥的。在<大话设计模式>中有个很形象的例子,就是电脑中的 文件系统

文件系统由目录和文件组成。每个目录都可以装内容。目录的内容可以是文件,也可以是目录。按照这种方式,计算机的文件系统就是以递归结构来组织的。

当然,这里我们也可以使用一个简单的示例来对组合模式进行讲解。

在学校中,有很多学生,但是这些学生中又有不同的身份,有的学生是学生会主席,有的是学生会委员,有的是班长,有的是体育委员等等, 当然大部分都是普通的学生,并没有担当其它的职位。这时我们就可以使用组合模式来进行组合。

按照管理层来看,学生职位中最大的是学生会主席,学生会主席下有学生会委员,然后学生会委员又管理着普通的学生,他们之间相互独立,可以成为一个部分,也可以最终成为一个整体。可以说非常符合组合模式中的树形结构以表示‘部分-整体’的层次结构

废话不在多说了,下面进行代码的开发。
首先定义一个学生类,有学生姓名和职位属性。
然后在学生类中在添加 add()、remove()、get()方法,最后进行层级调用。

代码示例:

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","学生会主席"); Student committeeMember=new Student("小刚","学生会委员"); Student student=new Student("小红","学生"); 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); }); }); } }

输出结果:

    -Student [name=小明, position=学生会主席]
    --Student [name=小刚, position=学生会委员]
    ---Student [name=小红, position=学生]

在上述示例中,我们添加了三个学生(更多也一样,主要是思路),在学校中分别扮演 学生会主席、学生会委员以及学生。其中学生会主席管理着学生会委员,学生会委员管理着学生,他们之间属于层级关系,一层层的包含。在这之中,我们也发现一点,其实组合模式就是把某个对象去包含另一个对象,然后通过组合的方式来进行一些布局。

组合模式的优点:

高层模块调用较为简单,增加某个节点方便。

组合模式的缺点:

因为其子节点的声明都是实现类,而不是接口,违反了依赖倒置原则。

使用场景:
可以表示为 ‘部分-整体’的层级结构。

过滤器模式

简介

过滤器模式允许开发人员使用不同的标准来过滤一组对象,通过逻辑运算以解耦的方式把它们连接起来。这种类型的设计模式属于结构型模式,它结合多个标准来获得单一标准。

简单的来说该模式的功能就是如其名,做一个过滤的作用。我们在一般在进行后台接口开发的时候,也会根据过滤掉一些请求。其实过滤器模式主要实现也是这种功能,废话不多说,开始用代码进行相应的说明。

这里依旧用学生来进行讲解,学校的学生中有男生和女生,学校又有不同的年级,这时我们想统计下学生的相关信息,就可以使用过滤器模式来进行分组了。比如,统计该学校有多少男生,一年级的女生有多少,三年级的学生或者女生有多少之类等等。

代码示例:
由于代码有点多,这里就分开进行讲解。
首先定义一个实体类,有姓名、性别、年级这三个属性。

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 + "]"; } }

然后再定义一个公用的接口,指定实现的方法。

interface FilterinGrule {
    List<Student>  filter(List<Student> students); }

然后再实现该接口,制定不同的过滤规则。这里主要是三种规则,普通的过滤,且过滤,或过滤。
具体实现的方法如下:

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; } }

最后再来进行调用测试,添加一些学生,并且指定性别以及班级。然后根据不同的条件来进行过滤。

public class FilterTest {

    public static void main(String[] args) { List<Student> list=new ArrayList<Student>(); list.add(new Student("小明", "male", 1));//男 list.add(new Student("小红", "female", 2));//女 list.add(new Student("小刚", "male", 2)); list.add(new Student("小霞", "female", 3)); list.add(new Student("小智", "male", 3)); list.add(new Student("虚无境", "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("二年级学生:"+secondGrade.filter(list)); System.out.println("二年级男生:"+secondGradeMale.filter(list)); System.out.println("二年级的学生或女生:"+secondGradeOrFemale.filter(list)); } }

输出结果:

男生:[Student [name=小明, gender=male, grade=1], Student [name=小刚, gender=male, grade=2], Student [name=小智, gender=male, grade=3], Student [name=虚无境, gender=male, grade=1]] 女生:[Student [name=小红, gender=female, grade=2], Student [name=小霞, gender=female, grade=3]] 二年级学生:[Student [name=小红, gender=female, grade=2], Student [name=小刚, gender=male, grade=2]] 二年级男生:[Student [name=小刚, gender=male, grade=2]] 二年级的学生或女生:[Student [name=小红, gender=female, grade=2], Student [name=小刚, gender=male, grade=2], Student [name=小霞, gender=female, grade=3]]

通过上述示例,我们发现过滤器模式其实很简单,制定过滤规则,然后再根据制定的标准来进行过滤,得到符合条件的数据。过滤器模式虽然简单,但是在构建过滤规则的时候,有点繁琐,不过在jdk1.8之后,我们可以使用stream流更方便的进行规则的制定(这一点留在以后再讲)。

过滤器模式的优点:

简单,解耦,使用方便。

过滤器模式的缺点:

好像没有。。。

使用场景:

需要进行筛选的时候。

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