设计模式——09组合模式与装饰模式
设计模式——09组合模式与装饰模式精品PPT课件
+ add (MyElement element) : void
+ delete (MyElement element) : void
+ eat ()
: void
组合模式（续）
实例分析 实例一：水果盘（代码实现）
组合模式（续）
实例分析 实例二：文件的遍历
组合模式（续）
实例分析
Client
: void
+ TextFile (String filename)
Folder
- list
: ArrayList
- filename : String
+ add (AbstractElement element) : void
+ delete (AbstractElement element) : void
组合模式 与
装饰模式
Sunny Liu
组合模式 装饰模式
内容
模式动机
组合模式
组合模式（续）
模式定义 组合模式 (Composite Pattern)：组合多个对象形成树形结构以表示“整
体—部分”的结构层次。组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合 对象（即容器对象）的使用具有一致性。组合模式又可以称为“整体 —部分”(Part-Whole)模式，属于对象的结构模式，它将对象组织到树 结构中，可以用来描述整体与部分的关系。
组合模式（续）
实例分析 实例一：水果盘
组合模式（续）
实例分析 实例一：水果盘
Client
MyElement
+ eat () : void
Apple
+ eat () : void
设计模式的分类及功能划分
设计模式的分类及功能划分设计模式有两种分类⽅法，即根据模式的⽬的来分和根据模式的作⽤的范围来分。
⼀、根据⽬的来分；通过完成什么⼯作划分为创建型模式、结构型模式和⾏为型模式 3 种类型 1、创建型模式：作⽤于对象的创建，将对象的创建与使⽤分离。
其中囊括了单例、原型、⼯⼚⽅法、抽象⼯⼚、建造者5 种创建型模式。
2、结构型模式：将类或对象按某种布局组成更⼤的结构，其中以代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合 7 种结构型模式为主。
3、⾏为型模式：作⽤于类或对象之间相互协作共同完成单个对象⽆法单独完成的任务，以及怎样分配职责。
主要包含了模板⽅法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器等 11 种⾏为型模式。
⼆、根据作⽤范围来分；根据是⽤于类上还是⽤于对象上划分分为类模式和对象模式两种。
1、类模式：⽤于处理类与⼦类之间的关系，这些关系通过继承来建⽴，在编译时刻便确定下来了。
⼯⼚⽅法、（类）适配器、模板⽅法、解释器均属于该模式。
2、对象模式：⽤于处理对象之间的关系，这些关系可以通过组合或聚合来实现，在运⾏时刻是可以变化的，更具动态性。
除了以上 4种，其他的都是对象模式。
设计模式的分类表设计模式的功能1、单例（Singleton）模式：某个类只能⽣成⼀个实例，该类提供了⼀个全局访问点供外部获取该实例，其拓展是有限多例模式。
2、原型（Prototype）模式：将⼀个对象作为原型，通过对其进⾏复制⽽克隆出多个和原型类似的新实例。
3、⼯⼚⽅法（Factory Method）模式：定义⼀个⽤于创建产品的接⼝，由⼦类决定⽣产什么产品。
4、抽象⼯⼚（AbstractFactory）模式：提供⼀个创建产品族的接⼝，其每个⼦类可以⽣产⼀系列相关的产品。
5、建造者（Builder）模式：将⼀个复杂对象分解成多个相对简单的部分，然后根据不同需要分别创建它们，最后构建成该复杂对象。
6、代理（Proxy）模式：为某对象提供⼀种代理以控制对该对象的访问。
23种设计模式书
23种设计模式书23种设计模式书是指《设计模式》一书中所介绍的23种常见的软件设计模式。
这些设计模式是在软件开发中经过验证和应用的最佳实践，可以帮助开发人员解决各种常见的设计问题。
本文将依次介绍这23种设计模式，并对每种模式进行简要的说明和应用场景的介绍，以帮助读者更好地理解和应用这些设计模式。
1. 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
2. 工厂模式（Factory）：将对象的创建和使用分离，通过工厂类来创建对象。
3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定具体的类。
4. 建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
5. 原型模式（Prototype）：通过复制已有对象来创建新对象，避免了创建过程的复杂性。
6. 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本不兼容的类可以一起工作。
7. 桥接模式（Bridge）：将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化。
8. 过滤器模式（Filter）：使用标准来过滤一组对象，获取满足条件的子集。
9. 组合模式（Composite）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。
10. 装饰器模式（Decorator）：动态地给一个对象添加额外的职责，同时又不改变其结构。
11. 外观模式（Facade）：提供一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。
12. 享元模式（Flyweight）：通过共享对象来有效地支持大量细粒度的对象。
13. 代理模式（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
14. 责任链模式（Chain of Responsibility）：将请求的发送者和接收者解耦，使多个对象都有机会处理这个请求。
15. 命令模式（Command）：将一个请求封装成一个对象，从而可以用不同的请求对客户进行参数化。
23种设计模式记忆 口诀
23种设计模式记忆口诀1.单例模式：独一无二，最重要。
2.工厂模式：制造者，无需说。
3.抽象工厂：一族产品，同根源。
4.建造者模式：一步一步，建造家。
5.原型模式：克隆专家，快捷法。
6.适配器模式：转换者，聪明智。
7.桥接模式：结构优化，灵活性。
8.装饰模式：装饰者，美化家。
9.组合模式：树形结构，组合家。
10.外观模式：微缩封装，简洁家。
11.享元模式：享元工厂，节省家。
12.代理模式：替身幕后，保护家。
13.模板方法：算法继承，不变家。
14.策略模式：行为封装，灵活家。
15.命令模式：命令者，有权家。
16.职责链模式：可扩展，级别性。
17.状态模式：状态管理，干净家。
18.观察者模式：被观察，自主家。
19.中介者模式：中介者，沟通家。
20.迭代器模式：循环选择，简化家。
21.访问者模式：动态添加，扩展家。
22.备忘录模式：状态备份，还原家。
23.解释器模式：解释语言，特殊家。
以上23种设计模式，为了更好地记忆，我把它们组合成了一个口诀：最重要的单例模式，工厂与抽象同皇冠。
建造渐进如养家，克隆是原型美化家。
适配器桥接转化家，组合成树形结构家。
装饰装扮美化家，微缩封装外观家。
享元共用节省家，代理替身保护家。
策略模式灵活家，命令者有权家。
职责链扩展级别性，状态干净管理家。
被观察自主家，中介者沟通家。
循环迭代简化家，访问者动态扩展家。
备忘录变化还原家，解释语言特殊家。
这个口诀是通过把每个模式的主要特点和功能用简洁的语句表达出来，然后通过排列组合的方式形成的。
相信这个口诀会让你更容易地记忆这23种设计模式，并且可以在以后的工作中灵活地运用它们。
23种设计模式考题
23种设计模式考题设计模式是软件开发中常用的解决问题的方法论，它们提供了一套经过验证的解决方案，可以帮助开发者更好地组织和设计代码。
下面是23种常见的设计模式的考题及其回答：1. 单例模式：问，请解释什么是单例模式，并说明它的优缺点。
答，单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
其优点是可以节省系统资源，提高性能；缺点是可能引入全局状态，使代码难以调试和测试。
2. 工厂模式：问，请解释什么是工厂模式，并列举其主要类型。
答，工厂模式是一种创建型设计模式，它将对象的创建过程封装在一个工厂类中。
主要类型包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
3. 抽象工厂模式：问，请解释什么是抽象工厂模式，并说明它与工厂方法模式的区别。
答，抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供一个接口，用于创建一系列相关或依赖对象的家族。
与工厂方法模式不同的是，抽象工厂模式强调创建一系列相关对象，而不是一个对象。
4. 建造者模式：问，请解释什么是建造者模式，并说明它的优势。
答，建造者模式是一种创建型设计模式，它将一个复杂对象的构建过程分解为多个简单的步骤，并通过一个指导者类来控制构建过程。
其优势是可以灵活地构建不同的产品，同时隐藏了产品的内部结构。
5. 原型模式：问，请解释什么是原型模式，并说明它的适用场景。
答，原型模式是一种创建型设计模式，它通过复制现有对象来创建新对象，而不是通过实例化类。
适用场景包括需要创建大量相似对象、对象的创建过程复杂或耗时等情况。
6. 适配器模式：问，请解释什么是适配器模式，并说明它的作用。
答，适配器模式是一种结构型设计模式，它将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。
它的作用是使原本不兼容的接口能够协同工作。
7. 桥接模式：问，请解释什么是桥接模式，并说明它与适配器模式的区别。
答，桥接模式是一种结构型设计模式，它将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。
设计模式.装饰模式(Decorator)
性或者继承层次过深。
需要对一组基本功能进行排列 组合以产生非常多的功能，而 使用继承关系很难实现这样的 需求。
需要在不修改现有代码的情况 下对程序进行功能扩展。
02
装饰模式的实现方式
继承实现方式
1 2 3
优点
代码简洁，易于理解。
缺点
不够灵活，每增加一个新的装饰功能，都需要创 建一个新的子类，类数量会急剧增加，导致系统 庞大和复杂。
03 需要对一组基本功能进行排列组合以产生非常多 的功能。
对未来研究的展望
深入研究装饰模式的适用场 景和最佳实践，以便更好地 应用该模式解决实际问题。
研究如何将装饰模式与其 他设计模式结合使用，以 产生更好的设计效果。
ABCD
探索如何降低装饰模式的 复杂性，提高代码的可读 性和维护性。
关注新兴技术和编程语言对装 饰模式的影响，以便及时调整 和更新该模式的应用方式。
可能破坏封装性
在使用装饰模式时，需要注意不要破坏对象的封 装性。如果装饰器暴露了对象的内部状态或实现 了不应该暴露的方法，那么可能会导致系统的不 稳定性和安全性问题。
06
总结与展望
对装饰模式的总结
优点 装饰模式可以在不改变对象自身的基础上，动态地给对象添加一些额外的职责。
装饰模式可以在运行时选择性地添加或删除某些功能，提高了系统的灵活性。
统或类的整合和简化。
03
透明性不同
装饰模式对客户端是透明的，客户端可以无感知地使用被装饰的对象，
而外观模式则可能需要对客户端进行一定的定制，以提供简化的接口。
与桥接模式的比较
目标不同
装饰模式的目标是动态地给一个对象添加一些额外的职责， 而桥接模式的目标是将抽象部分与它的实现部分分离，使 它们都可以独立地变化。
设计模式中英文对照
设计模式中英文对照简单工厂模式（Simple Factory Pattern）1)工厂方法模式（Factory Method Pattern）2)抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）3)建造者模式（Builder Pattern）4)原型模式（Prototype Pattern）5)单例模式（Singleton Pattern）6)适配器模式（Adapter Pattern）7)桥梁模式（Bridge Pattern）桥接模式8)组合模式（Composite Pattern）9)装饰模式（Decorator Pattern）10)门面模式（Facade Pattern）外观模式11)享元模式（Flyweight Pattern）12)代理模式（Proxy pattern）13)责任链模式（Chain of Responsibility Pattern）14)命令模式（Command Pattern）15)解释器模式（Interpreter Pattern）16)迭代器模式（Iterator Pattern）17)中介者模式(Mediator Pattern)18)备忘录模式（Memento Pattern）19)观察者模式（Observer Pattern）20)状态模式（State Pattern）21)策略模式（Strategy Pattern）22)模板方法模式（Template Method Pattern）23)访问者模式（Visitor Pattern）THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考24)。
设计模式总结 - 组合模式
注：文档内容基本上来自于网上，并加上自己的理解而成。
有的觉得网友总结得非常好，就完全照搬下来，供学习之用。
然而，有的摘抄并没有加上原链接和出处，请谅解。
要点：1. 用于处理树形结构的问题中，它模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素内部结构解耦。
2. 组合模式可以优化处理递归或者分级数据结构。
我们可以将组合理解为两个层面的意思，一个是按“整体-部分”的方式一个将复杂过程组成树型结构，另一个层面则是强调整个树的执行要有统一的接口，可以被递归的调用。
3. 应用场景： OS文件系统，JUnit1.（Composite Pattern）组合模式详解1：组合模式(Composite Pattern)有时候又叫做部分-整体模式，它使我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。
组合模式让你可以优化处理递归或分级数据结构。
有许多关于分级数据结构的例子，使得组合模式非常有用武之地。
关于分级数据结构的一个普遍性的例子是你每次使用电脑时所遇到的：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。
如果你想要描述这样的数据结构，那么你可以使用组合模式Composite。
定义(GoF《设计模式》)：将对象组合成树形结构以表示“部分整体”的层次结构。
组合模式使得用户对单个对象和使用具有一致性。
涉及角色：ponent 是组合中的对象声明接口，在适当的情况下，实现所有类共有接口的默认行为。
声明一个接口用于访问和管理Component子部件。
2.Leaf 在组合中表示叶子结点对象，叶子结点没有子结点。
posite 定义有枝节点行为，用来存储子部件，在Component接口中实现与子部件有关操作，如增加(add)和删除(remove)等。
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组合模式（续）
实例分析 实例一：水果盘（代码实现）
组合模式（续）
实例分析 实例二：文件的遍历
组合模式（续）
Client AbstractElement
+ display () : void
实例分析 实例二：文件的遍历
TextFile
- filename : String + display () : void + TextFile (String filename)
ComplexPhone
+ ComplexPhone (Cellphone phone) + receiveCall () : void
装饰模式（续）
实例分析 实例二：手机功能的升级（代码实现）
装饰模式（续）
模式优缺点 使用装饰模式主要有以下的优点：
装饰模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能，但是装饰模式可
组合模式（续）
参与者 Component：抽象构件（接口或抽象类）
Leaf：叶子构件
Composite：容器构件 Client：客户类
组合模式（续）
实例分析 实例一：水果盘
组合模式（续）
实例分析 实例一：水果盘
Client MyElement
+ eat () : void
Bird
+ Bird (Dasheng sun) + fly () : void
装饰模式（续）
实例分析 实例一：孙悟空七十二变（代码实现）
装饰模式（续）
实例分析 实例二：手机功能的升级
Cellphone
+ receiveCall () : void
SimplePhone
+ receiveCall () : void
+ operation () + addedBehavior ()
super.operation(); addedBehavior();
装饰模式（续）
参与者 Component：组件
ConcreteComponent：具体组件
Decorator：抽象装饰类 ConcreteDecorator：具体装饰类
+ operation ()
ConcreteComponent
+ operation ()
Decorator
+ operation () component component.operation();
ConcreteDecoratorA
- addedState : + operation ()
ConcreteDecoratorB
Apple
+ eat () : void
Banana
+ eat () : void
Pear
+ eat () : void
Plate
- v : Vector + add (MyElement element) : void + delete (MyElement element) : void + eat () : void
的容器对象，而这个容器对象又可以被组合，这样不断地递归下去。客户代码 中，任何用到叶子对象的地方都可以使用容器对象。
更容易在组合体内加入对象构件，客户端不必因为加入了新的对象构件而更改
代码。
组合模式（续）
模式优缺点 组合模式的缺陷是使得设计变得更加抽象，对象的商业规则如果很复
杂，则实现组合模式具有很大挑战性，并且，不是所有的方法都与叶
对象（即容器对象）的使用具有一致性。组合模式又可以称为“整体 —部分”(Part-Whole)模式，属于对象的结构模式，它将对象组织到树 结构中，可以用来描述整体与部分的关系。
组合模式（续）
模式结构
Client
+ + + +
Component
operation () add (Component c) remove (Component c) getChild (int i)
PhoneDecorator
- phone : Cellphone + PhoneDecorator (Cellphone phone) receiveCall + receiveCall () : void phone
JarPhone
+ JarPhone (Cellphone phone) + receiveCall () : void
装饰模式（续）
模式定义 装饰模式(Decorator Pattern)：动态地给一个对象增加一些额外的职责
（Responsibility），就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现
更为灵活。其别名为包装器(Wrapper)。装饰模式是一种对象结构型模 式。
装饰模式（续）
模式结构
Component
责。
需要动态地给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地被撤销。 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能有大量独
立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆
炸性增长。另一种情况可能是因为类定义不能继承(final类)，或类定义
不能用于生成子类。
装饰模式（续）
模式应用 Java I/O中的装饰模式
组合模式（续）
实例分析 实例二：文件的遍历（代码实现）
组合模式（续）
模式优缺点 组合模式主要优点如下 ：
使客户端调用简单，客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象，用户就
不必关系自己处理的是单个对象还是整个组合结构，这就简化了客户端代码。
定义了包含叶子对象和容器对象的类层次结构，叶子对象可以被组合成更复杂
组合模式（续）
模式深入 安全的组合模式
练
习
组合模式中有哪些参与者，简述其职责。 在模式的定义图中，如果聚合的关系不是从Composite到Component
的，而是从Composite到Leaf的，会怎么样呢？
装饰模式
模式动机
有时我们希望给某个对象而不是整个类添加一些功能。例如：一个图形用户界
ImageFile
- filename : String + display () : void + ImageFile (String filename)
Folder
- list : ArrayList - filename : String + add (AbstractElement element) : void + delete (AbstractElement element) : void + display () : void + Folder (String filename)
模式使用 在以下情况下适合使用组合模式：
需要表示一个对象整体或部分层次。
想让客户能够忽略不同对象层次的变化。 对象的结构是动态的并且复杂程度不一样，但客户需要一致地处理它
们。
组合模式（续）
模式应用
组合模式（续）
模式深入 组合模式的扩展
组合模式（续）
模式深入 透明的组合模式
Leaf
+ operation () + + + +
Composite
operation () add (Component c) remove (Component c) getChild (int i) children
for(Component child:children) child.operation();
些对象仅仅在他们相互连接的方式上有所不同，而不是它们的类或是 它们的属性值有所不同。尽管对于那些了解这些系统的人来说，很容 易对它们进行定制，但是很难学习这些系统，排错也很困难。
装饰模式（续）
模式使用 在以下情况下适合使用装饰模式：
在不影响其它对象的情况下，以动态、透明的方式给单对象添加职
面工具箱允许我们对任意一个用户界面组件添加一些新的特性，如增加一个边 框；或者增加一些行为，如窗口的滚动。
一种较为灵活的方式是将组件嵌入另一个对象中，由这个对象来添加边框。我
们称这个嵌入的对象为装饰器（Decorator）。这个装饰与它所装饰的组件接口 一致，因此它对使用该组件的客户透明。它将客户请求转发给该组件，并且可 能在转发前后执行一些额外的动作。这种透明性使得我们可以递归嵌套多个装 饰，从而可以添加任意多的功能。
组合模式 与 装饰模式
Sunny Liu weiliu_china@
内
容
组合模式 装饰模式
组合模式
模式动机
组合模式（续）
模式定义 组合模式 (Composite Pattern)：组合多个对象形成树形结构以表示“整
体—部分”的结构层次。组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合
装饰模式（续）
实例分析 实例一：孙悟空七十二变
Dasheng
+ climb () : void
Monkey
+ Monkey () + climb () : void
Changer
+ Changer (Dasheng sun) + climb () : void sun
Fish
+ Fish (Dasheng sun) + swim () : void
以提供比继承更多的灵活性。
通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，设计师可以