设计模式之组合模式

Composite 组合模式主要是应对这 样的问题：一类具有“容器特征”的对象——即他们在充当对象的同时，又是其他对象的容器的情况。在编写时我们常常会造成：客户代码过多地依赖于对象容器复 杂的内部实现，对象容器内部实现结构（而非抽象接口）的变化将引起客户代码的频繁变化，带来了代码的维护性、扩展性的弊端。

        GoF 《设计模式》中说到：将对象组合成树形结构以表示“部分 - 整体”的层次结构。 Composite 模式使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

        Composite 组合模式结构如下：

 

        说道这，我觉得有一个编程中常见的场景，就是对于树的实现，很符合这个模式。下面我就用这个例子作一下。

        首先，我们先分析对于一棵树所包含的部分，树干、树枝、树叶，其中树干可以看成一个树枝（就是粗了点）。那么我们就应该有两种类实现 Leaf （树叶）和 Limb （树枝）。对于叶子节点和枝节点的不同在于枝节点有子树，而叶子节点没有子树。为了使单个对象和组合对象的使用具有一致性，我可以将叶子节点想象成没有子树的枝节点。这样我就可以得到一个抽象类，代码如下：

        public  abstract  class  AbstractClass

     {

         public  string  name;

         public  ArrayList list;

         public  abstract  void  Add(AbstractClass item);        // 增加一个子节点

         public  abstract  void  Remove(AbstractClass item);     // 去掉一个子节点

         public  abstract  string  Print();                      // 打印当前节点

     }

        然后，我在对叶子节点和枝节点作不同的实现：

        枝节点：

        public  class  Limb:AbstractClass

     {

         public  Limb()

         {

             list = new  ArrayList();

         }

 

         public  override  void  Add(AbstractClass item)

         {

             list.Add(item);

         }

 

         public  override  void  Remove(AbstractClass item)

         {

             if (list.Contains(item))

                 list.Remove(item);

         }

         public  override  string  Print()

         {

             Console.Write(name + "\n" );

             if (list.Count != 0)

             {

                 for (int  i = 0;i<list.Count;i++)

                 {

                     Console.Write("(Parent is "  + name + ")" );

                     ((AbstractClass)list[i]).Print();

                 }

             }

             return  name;

         }

 

     }

     叶子节点：

     public  class  Leaf:AbstractClass

     {

         public  Leaf()

         {

             list = null ;

         }

 

         public  override  void  Add(AbstractClass item)

         {

 

         }

         public  override  void  Remove(AbstractClass item)

         {

           

         }

         public  override  string  Print()

         {

             Console.Write(name + "," );

             return  this .name;

         }

     }

     对于叶子节点来说，不需要子节点，当然也就不需要添加和删除子节点的方法。

     好，接下来，我们可以在客户程序中组建一棵树，来测试一下：

         static  void  Main(string [] args)

         {

             AbstractClass Tree = new  Limb();

             GetTree(Tree);

             PrintTree(Tree);

             Console.Read();

         }

 

          public  static  void  GetTree(AbstractClass Tree)

         {

             Tree.name = "1" ;

             AbstractClass leaf2 = new  Leaf();

             leaf2.name = "2" ;

             Tree.Add(leaf2);

             AbstractClass limb3 = new  Limb();

             limb3.name = "3" ;

             Tree.Add(limb3);

             AbstractClass leaf4 = new  Leaf();

             leaf4.name = "4" ;

             limb3.Add(leaf4);

             AbstractClass leaf5 = new  Leaf();

             leaf5.name = "5" ;

             limb3.Add(leaf5);

         }

 

         public  static  void  PrintTree(AbstractClass Tree)

         {

             Tree.Print();

         }

     输出结果如下：

1

(Parent is 1)2,(Parent is 1)3

(Parent is 3)4,(Parent is 3)5,

在组织这个树时，的确能感觉到 GoF 《设计模式》中的那句话： 单个对象和组合对象的使用具有一致性。当然也的确感觉到一点矛盾：对于叶子节点来说，不需要 ArrayList 和 Add （） Remove （）应该不继承才对，当然如果在代码执行性能可以达到要求的情况下，简化一下编码实现复杂度也是挺好的一件事。

最后在来说说 Composite 组合模式的几个要点：

        1 、 Composite 模式采用树形结构来实现普遍存在的对象容器，从而将“一对多”的关系转化为“一对一”的关系，使得客户代码可以一致的处理对象和对象容器，无需关心处理的是单个对象，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”解耦是 Composite 模式的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的对象接口——而非对象容器的复杂内部实现结构——发生依赖关系，从而更能“应对变化”。

3 、 Composite 模式中，是将“ Add 和 Remove 的和对象容器相关的方法”定义在“表示抽象对象的 Component 类”中，还是将其定义在“表示对象容器的 Composite 类”中，是一个关乎“透明性”和“安全性”的两难问题，需要仔细权衡结构，这又是必须付出的代价。

4 、 Composite 模式在具体实现中，可以让父对象中的字对象反向追溯：如果父对象有频繁的遍历需求，可使用缓存技巧来改善效率