通用樹形結構的迭代與組合模式實現方案

来源:https://www.cnblogs.com/wanglifeng717/archive/2022/06/11/16363485.html
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日常開發過程過程中。樹形結構運用的非常頻繁。 例如：公司組織結構、各種分類結構、分組結構等等。 SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0; CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_group` ( `id` int(10) unsigned NOT NU ...


日常開發過程過程中。樹形結構運用的非常頻繁。

例如：公司組織結構、各種分類結構、分組結構等等。

 

 

 

 

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_group` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '唯一編碼',
  `create_time` datetime(3) NOT NULL COMMENT '創建時間',
  `last_update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '最後更新時間',
  `name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '名稱',
  `detail` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '詳情',
  `status` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 2 COMMENT '狀態:0-無效，1-有效，2-編輯',
  `group_type` varchar(100) NOT NULL COMMENT '組類型',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uni_idx_group_code` (`code`),
  KEY `idx_group_group_type` (`group_type`),
  CONSTRAINT `fk_group_group_type` FOREIGN KEY (`group_type`) REFERENCES `tbl_sapo_group_type` (`code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='組';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_group_rel` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `create_time` datetime(3) NOT NULL COMMENT '創建時間',
  `last_update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '最後更新時間',
  `parent_code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '父節點代碼，tbl_sapo_group表code',
  `child_code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '子節點代碼，tbl_sapo_group表code',
  `status` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 2 COMMENT '狀態:0-無效，1-有效，2-編輯',
  `group_rel_type` varchar(100) NOT NULL COMMENT '組關係類型代碼，來自tbl_sapo_group_rel_type表code',
  `tree_code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '樹節點代碼，tbl_sapo_tree表code',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_group_rel_child_code` (`child_code`),
  KEY `idx_group_rel_parent_code` (`parent_code`),
  KEY `idx_group_rel_group_rel_type` (`group_rel_type`),
  KEY `idx_group_rel_tree_code_status_parent_code_child_code` (`tree_code`,`status`,`parent_code`,`child_code`),
  CONSTRAINT `fk_group_rel_child_code` FOREIGN KEY (`child_code`) REFERENCES `tbl_sapo_group` (`code`),
  CONSTRAINT `fk_group_rel_group_rel_type` FOREIGN KEY (`group_rel_type`) REFERENCES `tbl_sapo_group_rel_type` (`code`),
  CONSTRAINT `fk_group_rel_parent_code` FOREIGN KEY (`parent_code`) REFERENCES `tbl_sapo_group` (`code`),
  CONSTRAINT `fk_group_rel_tree_code` FOREIGN KEY (`tree_code`) REFERENCES `tbl_sapo_tree` (`code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='組關係';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_group_rel_type` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '唯一編碼',
  `create_time` datetime(3) NOT NULL COMMENT '創建時間',
  `last_update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '最後更新時間',
  `name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '名稱',
  `detail` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '詳情',
  `status` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 2 COMMENT '狀態:0-無效，1-有效，2-編輯',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uni_idx_group_rel_type_code` (`code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='組關係類型';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_group_type` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '唯一編碼',
  `create_time` datetime(3) NOT NULL COMMENT '創建時間',
  `last_update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '最後更新時間',
  `name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '名稱',
  `detail` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '詳情',
  `status` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 2 COMMENT '狀態:0-無效，1-有效，2-編輯',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uni_idx_group_type_code` (`code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='組類型';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_tree` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '唯一編碼',
  `create_time` datetime(3) NOT NULL COMMENT '創建時間',
  `last_update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '最後更新時間',
  `name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '名稱',
  `detail` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '詳情',
  `status` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 2 COMMENT '狀態:0-無效，1-有效，2-編輯',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uni_idx_tree_code` (`code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='樹定義';

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tbl_sapo_tree_group` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `create_time` datetime(3) NOT NULL COMMENT '創建時間',
  `last_update_time` datetime(3) DEFAULT NULL COMMENT '最後更新時間',
  `group_code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '組代碼，tbl_sapo_group表code',
  `tree_code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '樹代碼，tbl_sapo_tree表code',
  `status` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 2 COMMENT '狀態:0-無效，1-有效，2-編輯',
  `is_root` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '是否根節點:1-根節點,null非根節點',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uni_idx_tree_group_tree_code_is_root` (`tree_code`,`is_root`),
  KEY `idx_tree_group_group_code` (`group_code`),
  CONSTRAINT `fk_tree_group_group_code` FOREIGN KEY (`group_code`) REFERENCES `tbl_sapo_group` (`code`),
  CONSTRAINT `fk_tree_group_tree_code` FOREIGN KEY (`tree_code`) REFERENCES `tbl_sapo_tree` (`code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='樹包含的組';

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
建表語句

如圖所示關係型資料庫模型，基本滿足一個系統多顆樹、組可以復用的目的。

 

樹的節點可能是一個單獨的節點，也可能是一個子樹的根。我們需要遍歷的時候需要不同節點不同處理，使用【多態】。

但是處理的時候不要區分是何種節點，提供一種【透明化】處理方式，要實現需要引用兩個模式：迭代模式、組合模式

老規矩，先引入概念，之後實現。

迭代器模式 提供一個方式來遍歷集合而無需暴露集合的實現
組合模式 客戶可以將對象的集合以及個別對象一視同仁

 

迭代器模式：

 

 

迭代器示例：數組實現迭代器

 

 

// 迭代器介面
interface Iterator {
    boolean hasNext();

    Object next();
}

// 菜單項
class MenuItem {

    String name;
    String description;
    boolean vegetarian;
    double price;

    public MenuItem(String name, String description, boolean vegetarian, double price) {
        this.name = name;
        this.description = description;
        this.vegetarian = vegetarian;
        this.price = price;
    }
    // getter,setter方法
    public String getName() {
        return name;
    }
}

// 菜單
class DinerMenu {
    static final int MAX_ITEMS = 6;
    int numberOfItems = 0;
    MenuItem[] menuItems;

    public DinerMenu() {
        menuItems = new MenuItem[MAX_ITEMS];
        addItem("紅燒獅子頭", "江南名菜", true, 50d);
        addItem("夫妻肺片", "和夫妻沒啥關係", true, 70d);
    }

    public void addItem(String name, String description, boolean vegetarian, double price) {
        MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetarian, price);
        if (numberOfItems >= MAX_ITEMS) {
            System.out.println("sorry,menu is full");
        } else {
            menuItems[numberOfItems] = menuItem;
            numberOfItems += 1;
        }
    }

    public MenuItem[] getMenuItems() {
        return menuItems;
    }

    public Iterator createIteator() {
        return new DinerMenuIterator(menuItems);
    }
}

class DinerMenuIterator implements Iterator {
    MenuItem[] items;
    int position = 0;

    public DinerMenuIterator(MenuItem[] items) {
        this.items = items;
    }

    public Object next() {
        MenuItem menuItem = items[position];
        position = position + 1;
        return menuItem;
    }

    public boolean hasNext() {
        // 數組可能沒裝滿
        if (position >= items.length || items[position] == null) {
            return false;
        } else {
            return true;
        }
    }

    public void remove() {
        if (position <= 0) {
            throw new IllegalStateException("you can't an item unitl you've done at least on next()");
        }
        if (items[position - 1] != null) {
            for (int i = position - 1; i < (items.length - 1); i++) {
                items[i] = items[i + 1];
            }
            items[items.length - 1] = null;
        }

    }

}

// 測試
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Iterator iterator = (new DinerMenu()).createIteator();
        while(iterator.hasNext()){
            MenuItem menuItem = (MenuItem) iterator.next();
            System.out.println(menuItem.getName());
        }

    }
}
迭代器模式示例
數組迭代器

1.當然remove可以不實現，因為可能併發remove，迭代器不安全。

我們簡單處理拋出java.lang.UnsupportedOperationException

2.java5之後,集合可以使用for/in形式代替了顯示的創建迭代器。

for( Object obj: collection){

}

 

對於不同的集合，我們有不同的遍歷方式。有沒有一種通用的遍歷集合的模式，屏蔽這種差異，該模式就是迭代器。

迭代器模式提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而不暴露其內部的表示。

其實說白了，迭代器模式就是通過定義統一操作介面，來屏蔽不同底層的操作邏輯。

如果你能有一個統一的方法訪問聚合中的每一個對象，你就可以編寫多態的代碼和這些聚合搭配。

把游走的任務放在迭代器上，而不是聚合上。這樣簡化了聚合的介面和實現。責任分配明晰。

符合【單一職責】，如果不使用迭代器模式，集合改變的話，例如由集合變數組，這個類必須改變，遍歷方式也跟著改變。

 

組合模式：

允許你將對象組合成樹形結構來表現“整體/部分”層次結構。

組合能讓客戶以一致的方式處理個別對象以及對象組合。即我們可以忽略對象組合和個別對象之間的差別，而使用相同操作。

組合模式犧牲【單一責任】獲取【透明性】，透明性即客戶處理組合和葉節點一視同仁。一個節點是組合還是葉節點，對客戶是透明的。

 

 

 

 

組合模式示例：

 

 

 

 

public abstract class MenuComponent {
   
    // 操作節點需要方法
    public void add(MenuComponent menuComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    public void remove(MenuComponent menuComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    public MenuComponent getChild(int i) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
  
    // 菜單本身方法
    public String getName() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    public String getDescription() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    public double getPrice() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    public boolean isVegetarian() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
  
    public void print() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
}
MenuComponent 
public class Menu extends MenuComponent {
    ArrayList<MenuComponent> menuComponents = new ArrayList<MenuComponent>();
    String name;
    String description;

    public Menu(String name, String description) {
        this.name = name;
        this.description = description;
    }

    public void add(MenuComponent menuComponent) {
        menuComponents.add(menuComponent);
    }

    public void remove(MenuComponent menuComponent) {
        menuComponents.remove(menuComponent);
    }

    public MenuComponent getChild(int i) {
        return (MenuComponent) menuComponents.get(i);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public void print() {
        System.out.print("\n" + getName());
        System.out.println(", " + getDescription());
        System.out.println("---------------------");

        Iterator<MenuComponent> iterator = menuComponents.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            MenuComponent menuComponent = (MenuComponent) iterator.next();
            menuComponent.print();
        }
    }
}
Menu 
public class MenuItem extends MenuComponent {
    String name;
    String description;
    boolean vegetarian;
    double price;
    
    public MenuItem(String name, 
                    String description, 
                    boolean vegetarian, 
                    double price) 
    { 
        this.name = name;
        this.description = description;
        this.vegetarian = vegetarian;
        this.price = price;
    }
  
    public String getName() {
        return name;
    }
  
    public String getDescription() {
        return description;
    }
  
    public double getPrice() {
        return price;
    }
  
    public boolean isVegetarian() {
        return vegetarian;
    }
  
    public void print() {
        System.out.print("  " + getName());
        if (isVegetarian()) {
            System.out.print("(v)");
        }
        System.out.println(", " + getPrice());
        System.out.println("     -- " + getDescription());
    }
}
MenuItem 
public class Waitress {
    MenuComponent allMenus;
 
    public Waitress(MenuComponent allMenus) {
        this.allMenus = allMenus;
    }
 
    public void printMenu() {
        allMenus.print();
    }
}
Waitress

 

 示例：

使用迭代和組合模式實現一種通用的樹形結構：

1.核心及組和組的關係。

2.該方案實現了，內部迭代器和外部迭代器。根據實際情況使用。

 

 

 

 

 

public abstract class GroupComponent {

   

    public abstract Iterator<GroupComponent> createIterator();
    
    // 首行字元空幾格
    protected abstract String printTreeStr(int i);
    
    public abstract String getName();
    
    public  String printTreeStr() {
        return printTreeStr(0);
    };
    
    
    
    // 列印樹形解結構
    protected String padding_n(int n) {
        StringBuffer space = new StringBuffer("");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            space.append("-");
        }
        space.append("|");
        return space.toString();
    }
    
 // 遞歸獲取樹形結構
    public static GroupComponent getTree(String groupCode) {
        // 獲取通用dao
        CommonDao dao = SpringUtil.getBean(CommonDao.class);
        // 資料庫中組詳細信息model類
        SapoGroup sapoGroup = dao.getObj(SapoGroup.getInstance().setCode(groupCode));

        // 查詢該節點所有兒子
        List<SapoGroupRel> childList = dao.getObjListWithEmpty(SapoGroupRel.getInstance().setParentCode(groupCode));

        // 如果沒有子節點，直接新建葉子節點返回
        if (childList == null || childList.size() == 0) {
            LeafGroup leafGroup = new LeafGroup();
            leafGroup.setLeafGroup(sapoGroup);
            return leafGroup;
        } else {
            // 如果有子節點
            Group group = new Group();
            group.setGroupDetail(sapoGroup);
            for (SapoGroupRel rel : childList) {
                // 遞歸拿到上一個節點
                GroupComponent child = getTree(rel.getChildCode());
                group.getList().add(child);
            }
            return group;
        }
    }
}
GroupComponent 
public class Group extends GroupComponent {

    Iterator<GroupComponent> iterator = null;

    public List<GroupComponent> list = new ArrayList<GroupComponent>();

    public SapoGroup groupDetail;

    public SapoGroup getGroupDetail() {
        return groupDetail;
    }

    public void setGroupDetail(SapoGroup groupDetail) {
        this.groupDetail = groupDetail;
    }

    /*
     * 列印樹形層級結構
     */
    protected String printTreeStr(int i) {
        // 需要列印的欄位
        String waitPrintStr =
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