组合模式(Composite Pattern)


一、 组合(Composite)模式

组合模式允许你将对象组合成树形结构来表现”部分-整体“的层次结构,使得客户以一致的方式处理单个对象以及对象的组合。下面我们用绘制的例子来详细介绍组合模式,图形可以由一些基本图形元素组成(如直线,圆等),也可以由一些复杂图形组成(由基本图形元素组合而成),为了使客户对基本图形和复杂图形的调用保持一致,我们使用组合模式来达到整个目的。

组合模式实现的最关键的地方是——简单对象和复合对象必须实现相同的接口。这就是组合模式能够将组合对象和简单对象进行一致处理的原因。

二、组合模式的结构

Component为组合中的对象声明接口,在适当情况下,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的子部件。

    abstract class Component
    {
        protected string name;

        public Component(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        public abstract void Add(Component c);
        public abstract void Remove(Component c);
        public abstract void Display(int depth);
    }

Leaf在组合中标识叶节点对象,叶节点没有子节点。

    class Leaf : Component
    {
        public Leaf(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Component c)
        {
            Console.WriteLine("Cannot add to a leaf");
        }

        public override void Remove(Component c)
        {
            Console.WriteLine("Cannot remove from a leaf");
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);
        }
    }

Composite定义有枝节点行为,用来存储子部件,在Composite接口中实现与子部件有关的操作,比如增加ADD和删除Remove。

    class Composite : Component
    {
        private List<Component> children = new List<Component>();

        public Composite(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Component c)
        {
            children.Add(c);
        }

        public override void Remove(Component c)
        {
            children.Remove(c);
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);

            foreach (Component component in children)
            {
                component.Display(depth + 2);
            }
        }
    }

客户端代码:

   class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Composite root = new Composite("root");
            root.Add(new Leaf("Leaf A"));
            root.Add(new Leaf("Leaf B"));

            Composite comp = new Composite("Composite X");
            comp.Add(new Leaf("Leaf XA"));
            comp.Add(new Leaf("Leaf XB"));

            root.Add(comp);

            Composite comp2 = new Composite("Composite XY");
            comp2.Add(new Leaf("Leaf XYA"));
            comp2.Add(new Leaf("Leaf XYB"));

            comp.Add(comp2);

            root.Add(new Leaf("Leaf C"));

            Leaf leaf = new Leaf("Leaf D");
            root.Add(leaf);
            root.Remove(leaf);

            root.Display(1);

            Console.Read();
        }
    }

结果显示:

三、透明方式与安全方式

透明方式:在Ccomponent中声明所有用来管理子对象的方法,其中包括ADD,Remove等。这样实现Component接口的所有子类都具备了Add,Remove。这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别,他们具备完全一致的行为接口。但为题也很明显,因为Leaf类本身不具备Add(),Remove()方法功能,所以实现他是没有意义。

安全方式:在Component接口中不去声音Add,Remove 方法,那么子类的Left就不需要去实现它,而是在Compostie生硬所有用来管理子类对象的方法,这样做就不会出现上面的问题,不过由于不够透明,所有树叶和树枝类将不具有相同的接口,客户端调用需要做相应的判断,带来的不方便。

 

四、组合模式的优缺点

优点:

  1. 组合模式使得客户端代码可以一致地处理对象和对象容器,无需关系处理的单个对象,还是组合的对象容器。
  2. 将”客户代码与复杂的对象容器结构“解耦。
  3. 可以更容易地往组合对象中加入新的构件。

缺点:使得设计更加复杂。客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系。(这个是几乎所有设计模式所面临的问题)。

 

五、组合模式的使用场景

在以下情况下应该考虑使用组合模式:

  1. 需要表示一个对象整体或部分的层次结构。
  2. 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

 


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