组合模式（Composite）

最新推荐文章于 2025-06-15 23:18:55 发布

逆風的薔薇

最新推荐文章于 2025-06-15 23:18:55 发布

阅读量2.2k

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏：设计模式文章标签： c# C# composite Composite 组合模式设计模式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fly_yr/article/details/8572571

设计模式专栏收录该内容

26 篇文章

订阅专栏

本文介绍组合模式的基本概念，通过示例代码展示如何实现该模式，并提供了一个公司管理系统的具体案例。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

组合模式UML类图：

由上图可知，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的子类。

Leaf：在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。

Composite：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的操作，比如增加Add()，Remove()。

客户端代码能通过Component接口操作组合部件的对象。

组合模式（Composite）实现：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace Composite
{
    /*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的子类。*/
    abstract class Component
    {
        protected string name;
        public Component(string name)
        {
            this.name = name;
        }
        /*通常用Add(),Remove()方法来完成增加或者移除树叶或树枝的功能*/
        public abstract void Add(Component c);
        public abstract void Remove(Component c);
        public abstract void Display(int depth);

    }

    class Leaf : Component
    {
        public Leaf(string name)
            : base(name)
        { }
        /*由于叶子没有再增加分支和树叶，所以Add()和Remove()方法实现的没有意义，
         但这样做可以消除叶节点和枝节点对象在抽象层次的区别，它们具备完全一致
         接口。*/
        public override void Add(Component c)
        {
            Console.WriteLine("Cannot add a component to a leaf!");
            //throw new NotImplementedException();
        }

        public override void Remove(Component c)
        {
            Console.WriteLine("Cannot remove a component from a Leaf!");
            //throw new NotImplementedException();
        }
        
        /*叶节点的具体方法，此处是显示器名称和级别。*/
        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-',depth) + this.name);
            //throw new NotImplementedException();
        }
    }
    class Composite : Component
    {
        private List<Component> children = new List<Component>();

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

        public override void Add(Component c)
        {
            this.children.Add(c);
            //throw new NotImplementedException();
        }

        public override void Remove(Component c)
        {
            this.children.Remove(c);
            //throw new NotImplementedException();
        }

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

            foreach (Component c in this.children)
            {
                c.Display(depth + 2);
            }
            //throw new NotImplementedException();
        }
    } 
}

客户端：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace Composite
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Composite root = new Composite("Root");//生成树根root，根上长出两个叶LeafA，LeafB
            root.Add(new Leaf("Leaf A"));
            root.Add(new Leaf("Leaf B"));

            Composite co = new Composite("Composite X");//根上长出分支CompositeX，Y
            co.Add(new Leaf("Leaf XA"));//分支长出叶
            co.Add(new Leaf("Leaf XB"));

            root.Add(co);

            Composite co2 = new Composite("Composite Y");

            Composite y1 = new Composite("Composite Y1");//分支继续长出分支
            y1.Add(new Leaf("Leaf Y1A"));
            y1.Add(new Leaf("Leaf Y2B"));

            co2.Add(y1);

            Composite y2 = new Composite("Composite Y2");
            y2.Add(new Leaf("Leaf Y2A"));
            y2.Add(new Leaf("Leaf Y2B"));

            co2.Add(y2);

            root.Add(co2);

            root.Add(new Leaf("C"));
            root.Display(1);


            Console.Read();
        }
    }
}

组合模式（Composite）总结：

对于组合模式的实现分为透明方式和安全方式。

（1）透明方式：在Component中声明所有用来管理对象的方法，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()。这样做的好处是叶节点和枝节点对于外界没有区别，它们具备完全一致的行为接口。但问题也很明显，因为Leaf类本身不具备Add()，Remove()方法的功能，所以实现它没有意义。

（2）安全方式：在Component接口中不去声明Add()，Remove()方法，那么子类Leaf就不需要实现它，而是在Composite声明所有用来管理子类对象的方法，但是这样做由于不够透明，所以树叶和树枝类将不具有相同的接口，客户端的调用需要做相应的判断，带来了不便。

（3）我们一般在当发现需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑使用组合模式。

组合模式案例—公司管理系统：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace CompositeExample
{
    abstract class Company
    {
        protected string name;

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

        public abstract void Add(Company c);//增加
        public abstract void Remove(Company c);//移除
        public abstract void Display(int depth);//显示
        public abstract void LineOfDuty();//履行职责
    }

    class ConcreteCompany : Company
    {
        private List<Company> companys = new List<Company>();

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

        public override void Add(Company c)
        {
            this.companys.Add(c);
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void Remove(Company c)
        {
            this.companys.Remove(c);
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-',depth)+ this.name);
            foreach (Company c in this.companys)
            {
                c.Display(depth+2);
            }
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void LineOfDuty()
        {
            foreach (Company c in this.companys)
            {
                c.LineOfDuty();
            }
            //throw new NotImplementedException();
        }
    }
    /*人力资源部*/
    class HRDepartment : Company
    {
        public HRDepartment(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Company c)
        {
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void Remove(Company c)
        {
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-',depth) + name);         
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void LineOfDuty()
        {
            Console.WriteLine("{0}员工招聘培训管理。", this.name);
            //throw new NotImplementedException();
        }
    }
    /*财务部*/
    class FinaceDepartment : Company
    {
        public FinaceDepartment(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Company c)
        {
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void Remove(Company c)
        {
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-',depth)+ this.name);
            //throw new NotImplementedException();
        }
        public override void LineOfDuty()
        {
            Console.WriteLine("{0}公司财务收支管理",this.name);
            //throw new NotImplementedException();
        }
    } 

}

客户端：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace CompositeExample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ConcreteCompany root = new ConcreteCompany("北京总公司");
            root.Add(new HRDepartment("总公司人力资源部"));
            root.Add(new FinaceDepartment("总公司财务部"));

            ConcreteCompany comp = new ConcreteCompany("上海华东分公司");
            comp.Add(new HRDepartment("华东分公司人力资源部"));
            comp.Add(new FinaceDepartment("华东分公司财务部"));

            root.Add(comp);

            ConcreteCompany comp1 = new ConcreteCompany("南京办事处");
            comp1.Add(new HRDepartment("南京办事处人力资源部"));
            comp1.Add(new FinaceDepartment("南京办事处财务部"));

            root.Add(comp1);

            ConcreteCompany comp2 = new ConcreteCompany("杭州办事处");
            comp2.Add(new HRDepartment("杭州办事处人力资源部"));
            comp2.Add(new FinaceDepartment("杭州办事处财务部"));

            root.Add(comp2);

            Console.WriteLine("结构图...");
            root.Display(1);

            Console.WriteLine("职责...");
            root.LineOfDuty();

            Console.Read();

        }
    }
}

运行结果：