如何使用Java模型类实现图数据结构及层级产品属性处理

设计思路 #

产品属性同时存在「单个属性」和「可嵌套的属性组」两种形态，直接用组合模式实现最适配需求：

• 抽离公共的属性节点抽象类，统一约定打印、添加子节点的通用行为
• 单个产品属性作为叶子节点，只存储自身名称和属性值，不支持挂载子节点
• 属性组作为容器节点，存储分组名称，可挂载任意数量的单属性、子属性组
• 产品类作为顶层入口，存储产品名称和挂载的顶层属性/属性组，提供统一打印入口

核心代码实现 #

1. 属性节点抽象基类 #

/**
 * 属性节点公共抽象（组合模式基类）
 */
public abstract class AttributeComponent {
    protected String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 添加子节点，单属性（叶子节点）不支持该操作，默认抛出异常
     */
    public void add(AttributeComponent component) {
        throw new UnsupportedOperationException("单属性节点不支持添加子元素");
    }

    /**
     * 打印方法
     * @param productName 当前所属产品名称
     * @param groupPath 当前节点所属的分组路径
     * @param indent 层级缩进前缀
     */
    public abstract void print(String productName, String groupPath, String indent);
}

2. 单个产品属性（叶子节点） #

/**
 * 单个产品属性，无下级节点
 */
public class ProductAttribute extends AttributeComponent {
    private final Object value;

    public ProductAttribute(String name, Object value) {
        this.name = name;
        this.value = value;
    }

    @Override
    public void print(String productName, String groupPath, String indent) {
        String groupDesc = groupPath.isBlank() ? "无（顶层属性）" : groupPath;
        System.out.printf("%s├─ 属性：%s = %s | 所属产品：%s | 归属分组：%s%n",
                indent, name, value, productName, groupDesc);
    }
}

3. 属性组（容器节点，支持嵌套） #

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 属性分组，可包含单属性、子属性组
 */
public class AttributeGroup extends AttributeComponent {
    private final List<AttributeComponent> children = new ArrayList<>();

    public AttributeGroup(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void add(AttributeComponent component) {
        children.add(component);
    }

    @Override
    public void print(String productName, String groupPath, String indent) {
        // 拼接当前分组的全路径
        String currentGroupPath = groupPath.isBlank() ? name : groupPath + " > " + name;
        System.out.printf("%s├─ 【属性组：%s】%n", indent, name);
        // 递归打印所有子节点，缩进加两个空格区分层级
        String childIndent = indent + "│  ";
        for (AttributeComponent child : children) {
            child.print(productName, currentGroupPath, childIndent);
        }
    }
}

4. 产品实体类 #

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 产品顶层实体
 */
public class Product {
    private final String productName;
    private final List<AttributeComponent> attributeComponents = new ArrayList<>();

    public Product(String productName) {
        this.productName = productName;
    }

    public void addAttributeComponent(AttributeComponent component) {
        attributeComponents.add(component);
    }

    /**
     * 顶层属性打印入口
     */
    public void printAttributes() {
        System.out.println("============ 产品：" + productName + " 属性清单 ============");
        for (AttributeComponent component : attributeComponents) {
            component.print(productName, "", "");
        }
        System.out.println();
    }
}

测试验证 #

构造汽车、椅子两个产品的属性，覆盖嵌套分组场景：

public class AttributeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 构造汽车属性：cost、colour、price
        Product car = new Product("家用燃油车");
        AttributeGroup priceGroup = new AttributeGroup("价格成本组");
        priceGroup.add(new ProductAttribute("cost", 78000));
        priceGroup.add(new ProductAttribute("price", 95900));
        AttributeGroup appearanceGroup = new AttributeGroup("外观组");
        appearanceGroup.add(new ProductAttribute("colour", "深空灰"));
        car.addAttributeComponent(priceGroup);
        car.addAttributeComponent(appearanceGroup);

        // 构造椅子属性：cost、width、profundity、stature，演示三层嵌套
        Product chair = new Product("网布办公椅");
        AttributeGroup sizeGroup = new AttributeGroup("尺寸参数组");
        AttributeGroup seatSizeSubGroup = new AttributeGroup("座面尺寸子组");
        seatSizeSubGroup.add(new ProductAttribute("width", 51));
        seatSizeSubGroup.add(new ProductAttribute("profundity", 49));
        sizeGroup.add(seatSizeSubGroup);
        sizeGroup.add(new ProductAttribute("stature", 118));
        chair.addAttributeComponent(sizeGroup);
        chair.addAttributeComponent(new ProductAttribute("cost", 320));

        // 执行打印
        car.printAttributes();
        chair.printAttributes();
    }
}

打印效果 #

运行后输出清晰展示层级、所属产品、归属分组路径：

============ 产品：家用燃油车 属性清单 ============
├─ 【属性组：价格成本组】
│  ├─ 属性：cost = 78000 | 所属产品：家用燃油车 | 归属分组：价格成本组
│  ├─ 属性：price = 95900 | 所属产品：家用燃油车 | 归属分组：价格成本组
├─ 【属性组：外观组】
│  ├─ 属性：colour = 深空灰 | 所属产品：家用燃油车 | 归属分组：外观组

============ 产品：网布办公椅 属性清单 ============
├─ 【属性组：尺寸参数组】
│  ├─ 【属性组：座面尺寸子组】
│  │  ├─ 属性：width = 51 | 所属产品：网布办公椅 | 归属分组：尺寸参数组 > 座面尺寸子组
│  │  ├─ 属性：profundity = 49 | 所属产品：网布办公椅 | 归属分组：尺寸参数组 > 座面尺寸子组
│  ├─ 属性：stature = 118 | 所属产品：网布办公椅 | 归属分组：尺寸参数组
├─ 属性：cost = 320 | 所属产品：网布办公椅 | 归属分组：无（顶层属性）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Srinivas