设计模式学习--复合模式（Compound Pattern）

设计模式学习--复合模式（Compound Pattern）

概述

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2013年8月4日《Head First设计模式学习》

今天来介绍这本书最后一个模式——复合模式，当然设计模式可不仅仅只有那么多，经过前辈们演变出来的模式可是很多的，我所介绍的只是比较通用的模式，可以说是一种规范吧，我想在实际的工作中，简单的一种模式是不能满足项目千奇百怪的需求的，那就可能需要使用多种模式的组合来满足了，本篇博客主要介绍的就是MVC模式，这是复合模式的经典模式，我想做Java Web开发的开发者对这个模式一定不陌生，这个模式给开发带来大大的便利，把它分为了M（Model)、V（View）、C（Control)三层，让设计变得干净又有弹性。

复合模式——复合模式结合两个或以上的模式，组成一个解决方案，解决一再发生的一般性问题。

跟以往一样回顾以往的知识：

OO原则

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• 封装变化
• 多用组合，少用继承
• 针对接口编程，不针对实现编程
• 为交互对象之间的松耦合设计而努力
• 类应该对扩展开放，对修改关闭
• 依赖抽象，不要以来具体类
• 只和朋友交谈
• 别找我，我会找你
• 类应该只有一个改变的理由

要点

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• MVC是复合模式，结合观察者模式、策略模式和组合模式。
• 模式使用观察者模式，以便观察者更新，同时保持两者之间解耦。
• 控制器是视图的策略，视图可以使用不同的控制器实现，得到不同的行为。
• 视图使用组合模式实现用户界面，用户界面通常组合了嵌套的组件，像面板、框架和按钮。
• 这些模式携手合作，把MVC模式的三层解耦，这样可以保持设计干净又有弹性。
• 适配器模式用来将新的模型适配成已有的视图和控制器。
• Model 2是MVC在Web上的应用。
• 在Model 2中，控制器实现成Servlet,而JSP/HTML实现视图

MVC模式

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上面这幅图描述的就是MVC模式，下面根据这幅图对MVC进行一下解释。

1、你是用户—你和视图交互

视图是模型的窗口。当你对视图做一些事事（比方说：按下“播放”按钮），视图就告诉控制器你做了什么。控制器会负责处理。

2、控制器要求模型改变状态。

控制器解读你的动作。如果你按下某个按钮，控制器会理解这个动作的意义，并告知模型如何做出对应的动作。

3.控制器也可能要求视图做改变。

当控制器从视图接收到某一动作，结构可能是它也需要告诉视图改变其结果。比方说，控制器可以将界面上的某些按钮或菜单项变成有效或无效。

4.当模型发生改变时，模型会通知视图。

不管是你做了某些动作（比方说按下按钮）还是内部有了某些改变（比方说播放清单的下一首歌开始）只要当模型内的东西改变时，模型都会通知视图它的状态改变了。

5.视图向模型询问状态。

视图直接从模型取得它显示的状态。比方说，当模型通知视图新歌开始播放，视图向模型询问歌名并显示出来。当控制器请求视图改变时，视图也可能向模型询问某些状态。

戴着模式的有色眼镜看MVC

MVC使用哪些模式呢，由哪些模式组成的呢？

使用了：

1.策略模式

视图和控制器实现了策略模式：视图是一个对象，可以被调整使用不同的策略，而控制提供了策略。视图只关心系统中可视的部分，对与任何界面行为，都委托给控制器处理。使用策略模式也可以让视图和模型之间关系解耦，因为控制器负责和模型交互来传递用户的请求。对与工作是怎么完成的，视图豪不知情。

2.观察者模式

模型实现了观察者模式，当状态改变时，相关对象将持续更新。使用观察者模式，可以让模型完全独立于视图和控制器。同一个模型可以使用不同的视图，甚至可以同时使用多个视图。

3.组合模式

显示包括了窗口、面板、按钮、文本标签等。每个显示组件如果不是组合节点（例如窗口），就是叶节点（例如按钮）。当控制器告诉视图更新时，只需告诉视图最顶层的组件即可，组合会处理其余的事。

以上就是关于MVC使用各种模式的说明，下面来看一个例子介绍本篇博客。

利用MVC控制节拍

BeatModelInterface.java

package combined;

public interface BeatModelInterface {

	void initialize(); //在BeatModel被初始化之后，就会调用此方法
	void on();			//打开节拍器
	void off();			//关闭节拍器
	void setBPM(int bpm);	//设置bmp值
	int getBPM();			//获得当前bmp值
	void registerObserver(BeatObserver o);
	void removeObserver(BeatObserver o);
	void registerObserver(BPMObserver o);
	void removeObserver(BPMObserver o);
}

模型

BeatModel.java

package combined;

import java.util.ArrayList;

import javax.sound.midi.MetaEventListener;
import javax.sound.midi.MetaMessage;
import javax.sound.midi.MidiEvent;
import javax.sound.midi.MidiSystem;
import javax.sound.midi.Sequence;
import javax.sound.midi.Sequencer;
import javax.sound.midi.ShortMessage;
import javax.sound.midi.Track;

public class BeatModel implements BeatModelInterface, MetaEventListener {
	Sequencer sequencer;	//定序器（Sequencer)对象知道如何产生真实的节拍
	ArrayList beatObservers = new ArrayList();	//两种观察者（一种观察节拍，一种观察BPM改变）
	ArrayList bpmObservers = new ArrayList();
	int bpm = 90;
	Sequence sequence;
	Track track;

	public void initialize() {
        setUpMidi();
        buildTrackAndStart();
	}

    public void on() {
        sequencer.start();
        setBPM(90);
    }

    public void off() {
		setBPM(0);
		sequencer.stop();
    }

    public void setBPM(int bpm) {
		this.bpm = bpm;			//设置BPM实例变量
		sequencer.setTempoInBPM(getBPM());	//要求定序器改变BPM
		notifyBPMObservers();	//通知所有的BPM观察者，BPM已经改变
    }

	public int getBPM() {
		return bpm;
	}

	void beatEvent() {
		notifyBeatObservers();
	}

	public void registerObserver(BeatObserver o) {
		beatObservers.add(o);
	}

	public void notifyBeatObservers() {
		for(int i = 0; i < beatObservers.size(); i++) {
			BeatObserver observer = (BeatObserver)beatObservers.get(i);
			observer.updateBeat();
		}
	}

	public void registerObserver(BPMObserver o) {
		bpmObservers.add(o);
	}

	public void notifyBPMObservers() {
		for(int i = 0; i < bpmObservers.size(); i++) {
			BPMObserver observer = (BPMObserver)bpmObservers.get(i);
			observer.updateBPM();
		}
	}

	public void removeObserver(BeatObserver o) {
		int i = beatObservers.indexOf(o);
		if (i >= 0) {
			beatObservers.remove(i);
		}
	}

	public void removeObserver(BPMObserver o) {
		int i = bpmObservers.indexOf(o);
		if (i >= 0) {
			bpmObservers.remove(i);
		}
	}

    public void meta(MetaMessage message) {
        if (message.getType() == 47) {
			beatEvent();
        	sequencer.start();
        	setBPM(getBPM());
        }
    }

	public void setUpMidi() {
		try {
			sequencer = MidiSystem.getSequencer();
			sequencer.open();
			sequencer.addMetaEventListener(this);
			sequence = new Sequence(Sequence.PPQ,4);
			track = sequence.createTrack();
			sequencer.setTempoInBPM(getBPM());
		} catch(Exception e) {
				e.printStackTrace();
		}
    } 

     public void buildTrackAndStart() {
        int[] trackList = {35, 0, 46, 0};

        sequence.deleteTrack(null);
        track = sequence.createTrack();

      	makeTracks(trackList);
		track.add(makeEvent(192,9,1,0,4));
	 	try {
			sequencer.setSequence(sequence);
		} catch(Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
    } 

    public void makeTracks(int[] list) {        

       for (int i = 0; i < list.length; i++) {
          int key = list[i];

          if (key != 0) {
             track.add(makeEvent(144,9,key, 100, i));
             track.add(makeEvent(128,9,key, 100, i+1));
          }
       }
    }

    public  MidiEvent makeEvent(int comd, int chan, int one, int two, int tick) {
        MidiEvent event = null;
        try {
            ShortMessage a = new ShortMessage();
            a.setMessage(comd, chan, one, two);
            event = new MidiEvent(a, tick);

        } catch(Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
        return event;
    }
}

观察者

BeatObserver.java

package combined;

public interface BeatObserver {
	void updateBeat();
}

BPMObserver.java

package combined;

public interface BPMObserver {
	void updateBPM();
}

视图

BeatBar.java

package combined;

import javax.swing.JProgressBar;

public class BeatBar extends JProgressBar implements Runnable {
	JProgressBar progressBar;
	Thread thread;

	public BeatBar() {
		thread = new Thread(this);
		setMaximum(100);
		thread.start();
	}

	@Override
	public void run() {
		for(;;) {
			int value = getValue();
			value = (int)(value * 0.75);
			setValue(value);
			repaint();
			try {
				Thread.sleep(50);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

}

DJView.java

package combined;

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.imageio.plugins.bmp.BMPImageWriteParam;
import javax.swing.BorderFactory;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JMenu;
import javax.swing.JMenuBar;
import javax.swing.JMenuItem;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JTextField;
import javax.swing.SwingConstants;

/**
 * 视图类，它是一个观察者，同时关心实时节拍和BPM的改变
 * @author Administrator
 *
 */
public class DJView implements ActionListener, BeatObserver, BPMObserver {
	BeatModelInterface model;
	ControllerInterface controller;
    JFrame viewFrame;
    JPanel viewPanel;
	BeatBar beatBar;
	JLabel bpmOutputLabel;
    JFrame controlFrame;
    JPanel controlPanel;
    JLabel bpmLabel;
    JTextField bpmTextField;
    JButton setBPMButton;
    JButton increaseBPMButton;
    JButton decreaseBPMButton;
    JMenuBar menuBar;
    JMenu menu;
    JMenuItem startMenuItem;
    JMenuItem stopMenuItem;

    public DJView(ControllerInterface controller, BeatModelInterface model) {
		this.controller = controller;
		this.model = model;
		model.registerObserver((BeatObserver)this);
		model.registerObserver((BPMObserver)this);
    }

    public void createView() {
		// Create all Swing components here
        viewPanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));
        viewFrame = new JFrame("View");
        viewFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        viewFrame.setSize(new Dimension(100, 80));
        bpmOutputLabel = new JLabel("offline", SwingConstants.CENTER);
		beatBar = new BeatBar();
		beatBar.setValue(0);
        JPanel bpmPanel = new JPanel(new GridLayout(2, 1));
		bpmPanel.add(beatBar);
        bpmPanel.add(bpmOutputLabel);
        viewPanel.add(bpmPanel);
        viewFrame.getContentPane().add(viewPanel, BorderLayout.CENTER);
        viewFrame.pack();
        viewFrame.setVisible(true);
	}

    public void createControls() {
		// Create all Swing components here
        JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
        controlFrame = new JFrame("Control");
        controlFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        controlFrame.setSize(new Dimension(100, 80));

        controlPanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));

        menuBar = new JMenuBar();
        menu = new JMenu("DJ Control");
        startMenuItem = new JMenuItem("Start");
        menu.add(startMenuItem);
        startMenuItem.addActionListener(new ActionListener() {
            public void actionPerformed(ActionEvent event) {
                controller.start();
            }
        });
        stopMenuItem = new JMenuItem("Stop");
        menu.add(stopMenuItem);
        stopMenuItem.addActionListener(new ActionListener() {
            public void actionPerformed(ActionEvent event) {
                controller.stop();
            }
        });
        JMenuItem exit = new JMenuItem("Quit");
        exit.addActionListener(new ActionListener() {
            public void actionPerformed(ActionEvent event) {
                System.exit(0);
            }
        });

        menu.add(exit);
        menuBar.add(menu);
        controlFrame.setJMenuBar(menuBar);

        bpmTextField = new JTextField(2);
        bpmLabel = new JLabel("Enter BPM:", SwingConstants.RIGHT);
        setBPMButton = new JButton("Set");
        setBPMButton.setSize(new Dimension(10,40));
        increaseBPMButton = new JButton(">>");
        decreaseBPMButton = new JButton("<<");
        setBPMButton.addActionListener(this);
        increaseBPMButton.addActionListener(this);
        decreaseBPMButton.addActionListener(this);

        JPanel buttonPanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));

		buttonPanel.add(decreaseBPMButton);
		buttonPanel.add(increaseBPMButton);

        JPanel enterPanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));
        enterPanel.add(bpmLabel);
        enterPanel.add(bpmTextField);
        JPanel insideControlPanel = new JPanel(new GridLayout(3, 1));
        insideControlPanel.add(enterPanel);
        insideControlPanel.add(setBPMButton);
        insideControlPanel.add(buttonPanel);
        controlPanel.add(insideControlPanel);

        bpmLabel.setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder(5,5,5,5));
        bpmOutputLabel.setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder(5,5,5,5));

        controlFrame.getRootPane().setDefaultButton(setBPMButton);
        controlFrame.getContentPane().add(controlPanel, BorderLayout.CENTER);

        controlFrame.pack();
        controlFrame.setVisible(true);
    }

	public void enableStopMenuItem() {
    	stopMenuItem.setEnabled(true);
	}

	public void disableStopMenuItem() {
    	stopMenuItem.setEnabled(false);
	}

	public void enableStartMenuItem() {
    	startMenuItem.setEnabled(true);
	}

	public void disableStartMenuItem() {
    	startMenuItem.setEnabled(false);
	}

    public void actionPerformed(ActionEvent event) {
		if (event.getSource() == setBPMButton) {
			int bpm = Integer.parseInt(bpmTextField.getText());
        	controller.setBPM(bpm);
		} else if (event.getSource() == increaseBPMButton) {
			controller.increaseBPM();
		} else if (event.getSource() == decreaseBPMButton) {
			controller.decreaseBPM();
		}
    }

	public void updateBPM() {
		if (model != null) {
			int bpm = model.getBPM();
			if (bpm == 0) {
				if (bpmOutputLabel != null) {
        			bpmOutputLabel.setText("offline");
				}
			} else {
				if (bpmOutputLabel != null) {
        			bpmOutputLabel.setText("Current BPM: " + model.getBPM());
				}
			}
		}
	}

	public void updateBeat() {
		if (beatBar != null) {
			 beatBar.setValue(100);
		}
	}

}

控制器

package combined;

public interface ControllerInterface {
	void start();
	void stop();
	void increaseBPM();
	void decreaseBPM();
 	void setBPM(int bpm);
}

BeatController.java

package combined;
/**
 * 控制器的实现
 * @author Administrator
 *
 */
public class BeatController implements ControllerInterface {
	BeatModelInterface model;
	DJView view;

	public BeatController(BeatModelInterface model) {
		this.model = model;
		view = new DJView(this, model);
		view.createView();
		view.createControls();
		view.disableStopMenuItem();
		view.disableStartMenuItem();
		model.initialize();
	}

	@Override
	public void start() {
		model.on();
		view.disableStartMenuItem();
		view.enableStopMenuItem();
	}

	@Override
	public void stop() {
		model.off();
		view.disableStopMenuItem();
		view.enableStartMenuItem();
	}

	@Override
	public void increaseBPM() {
		int bpm = model.getBPM();
		model.setBPM(bpm + 1);
	}

	@Override
	public void decreaseBPM() {
		int bpm = model.getBPM();
		model.setBPM(bpm - 1);
	}

	@Override
	public void setBPM(int bpm) {
		model.setBPM(bpm);
	}

}

测试

DJTestDrive.java

package combined;

public class DJTestDrive {

    public static void main (String[] args) {
        BeatModelInterface model = new BeatModel();
		ControllerInterface controller = new BeatController(model);
    }
}

效果如下图：

    

关于MVC模式就说到这里，下一篇模式见。