В этой серии мы рассмотрим шаблоны структурного проектирования:
- Композитный
- Адаптер
- Мост
- Декоратор
- Фасад
- Наилегчайший вес
- Прокси
🤓 Что это?
Композитный – это структурный шаблон проектирования, который позволяет объединять объекты в древовидные структуры, а затем работать с этими структурами, как если бы они были отдельными объектами.
TL;DR: шаблон Composite позволяет клиентам одинаково обрабатывать отдельные объекты и композиции объектов.
🥰 Почему..
Представьте, что у вас есть набор объектов, которые можно организовать в древовидную структуру, где некоторые объекты действуют как «листья», а другие — как «ветви». Теперь предположим, что вы хотите выполнить какую-то операцию со всеми этими объектами, но не хотите писать отдельный код для каждого типа объекта. Вот где шаблон проектирования Composite пригодится!
Шаблон Composite позволяет обрабатывать отдельные объекты и группы объектов одинаково. Это означает, что вы можете написать один набор кода, который может обрабатывать как отдельные объекты, так и группы объектов, делая ваш код более простым и более модульным.
Кроме того, шаблон Composite упрощает динамическое добавление или удаление объектов из древовидной структуры без необходимости изменения кода, обрабатывающего дерево. Это делает ваш код более гибким и простым в обслуживании в долгосрочной перспективе.
На примерах станет понятнее ❤️
🥰 Структура
Составной шаблон состоит из трех основных типов объектов:
- Компонент
Компонент объявляет интерфейс для объектов в композиции и при необходимости реализует поведение по умолчанию для интерфейса, общего для всех классов. Класс базового компонента может объявить интерфейс для доступа к своим дочерним компонентам и управления ими. - Лист
Лист представляет конечные объекты композиции. Лист не имеет потомков; он определяет поведение примитивных объектов в композиции. - Composite
Composite определяет поведение компонентов, имеющих дочерние элементы; он хранит дочерние компоненты и реализует операции, связанные с дочерними компонентами, в интерфейсе компонентов.
😎 Примеры:
🚙 Пример 1
Давайте рассмотрим пример файловой системы, в которой у нас есть файлы и каталоги. Каталоги могут содержать файлы, а также другие каталоги. Мы можем реализовать Composite Design Pattern для представления этой иерархии файловой системы.
Здесь составной шаблон говорит о том, что мы можем работать с файлами и каталогами через общий интерфейс.
interface FileSystemComponent {
getName(): string;
getSize(): number;
addChild(child: FileSystemComponent): void;
}
class File implements FileSystemComponent {
private name: string;
private size: number;
constructor(name: string, size: number) {
this.name = name;
this.size = size;
}
getName() {
return this.name;
}
getSize() {
return this.size;
}
addChild(child: FileSystemComponent) {
throw new Error('Cannot add child to a file');
}
}
class Directory implements FileSystemComponent {
private name: string;
private children: FileSystemComponent[] = [];
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
getName() {
return this.name;
}
getSize() {
let size = 0;
for (const child of this.children) {
size += child.getSize();
}
return size;
}
addChild(child: FileSystemComponent) {
this.children.push(child);
}
}
Теперь мы можем использовать составной шаблон проектирования для обхода иерархии файловой системы и выполнения операций с файлами и каталогами, как если бы они были отдельными объектами. Например, мы можем рассчитать общий размер каталога и всех его подкаталогов следующим образом:
function getTotalSize(component: FileSystemComponent): number {
let size = component.getSize();
if (component instanceof Directory) {
for (const child of component.children) {
size += getTotalSize(child);
}
}
return size;
}
// Client
const root = new Directory('root');
const folder1 = new Directory('folder1');
const folder2 = new Directory('folder2');
root.addChild(folder1);
root.addChild(folder2);
folder1.addChild(new File('file1', 100));
folder1.addChild(new File('file2', 200));
folder2.addChild(new File('file3', 50));
console.log(getTotalSize(root));
👨🏻💻 Пример 2:
Представьте, что вы создаете интернет-магазин. Магазин продает товары и услуги. Каждый продукт или услуга может продаваться по отдельности или в составе пакета. Например, клиент может купить книгу, музыкальный компакт-диск и видео-DVD в комплекте. Покупатель также может приобрести каждый из этих предметов по отдельности.
Здесь составной шаблон говорит о том, что мы можем работать с продуктами и наборами через один общий интерфейс.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// Component
public abstract class Product {
public abstract double getPrice();
}
// Leaf
public class Book extends Product {
private String title;
private double price;
public Book(String title, double price) {
this.title = title;
this.price = price;
}
public double getPrice() {
return price;
}
}
// Leaf
public class MusicCD extends Product {
private String title;
private double price;
public MusicCD(String title, double price) {
this.title = title;
this.price = price;
}
public double getPrice() {
return price;
}
}
// Leaf
public class VideoDVD extends Product {
private String title;
private double price;
public VideoDVD(String title, double price) {
this.title = title;
this.price = price;
}
public double getPrice() {
return price;
}
}
// Composite
public class Bundle extends Product {
private String name;
private List<Product> products = new ArrayList<>();
public Bundle(String name, Product... products) {
this.name = name;
for (Product product : products) {
this.products.add(product);
}
}
public void addProduct(Product product) {
products.add(product);
}
public void removeProduct(Product product) {
products.remove(product);
}
public double getPrice() {
double totalPrice = 0;
for (Product product : products) {
totalPrice += product.getPrice();
}
return totalPrice;
}
}
Теперь мы для клиентского кода
// Client code
public class OnlineStore {
public static void main(String[] args) {
Book book = new Book("The Lord of the Rings", 20.0);
MusicCD musicCD = new MusicCD("Abbey Road", 15.0);
VideoDVD videoDVD = new VideoDVD("The Godfather", 25.0);
Bundle bundle = new Bundle("Entertainment Bundle", book, musicCD, videoDVD);
System.out.println("Total price: " + bundle.getPrice());
}
}
🧐 Когда использовать?
- Когда у вас есть коллекция объектов, которые можно структурировать в виде древовидной иерархии.
- Когда вы хотите иметь возможность работать как с отдельными объектами, так и с группами объектов согласованным образом.
- Когда вам нужно иметь возможность динамически добавлять или удалять объекты, не затрагивая общую структуру дерева.
- Если вы хотите упростить клиентский код, предоставив унифицированный способ работы со сложными объектными структурами.
- Когда вам нужно повысить возможность повторного использования и ремонтопригодность кода, предоставив модульное и расширяемое решение.
✅ Преимущества
- Упрощает клиентский код, единообразно обрабатывая отдельные объекты и группы объектов.
- Позволяет динамически добавлять или удалять объекты из древовидной структуры, не затрагивая общую структуру дерева.
- Обеспечивает четкий и последовательный способ работы со сложными объектными структурами.
- Повышает возможность повторного использования кода и удобство сопровождения за счет модульного и расширяемого решения.
❌ Недостатки
- Может усложнить реализацию самого шаблона Composite.
- Для реализации могут потребоваться дополнительные усилия по сравнению с более простыми шаблонами проектирования.
- Может не потребоваться для более простых структур объектов, не имеющих иерархической древовидной организации.
🚀 Заключение
Composite Design Pattern — это мощный инструмент для представления древовидных иерархий объектов. Используя классы и интерфейсы, мы можем создавать составные и конечные объекты, которые имеют общий интерфейс, и работать с ними, как если бы они были отдельными объектами. Этот шаблон может быть полезен в различных приложениях, таких как файловые системы, компоненты графического интерфейса пользователя и организационные иерархии.
Дополнительные пояснения и примеры кода можно найти в моем репозитории:
Надеюсь, эта статья была для вас интересной и веселой ❤️
