设计模式08： Composite 组合模式（结构型模式）

Composite 组合模式（结构型模式）

对象容器的问题
在面向对象系统中，我们常会遇到一类具有“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。

public interface IBox
{
    void Process();
}

public class SingleBox:IBox
{
    public void Process(){...}
}

public class ContainerBox:IBox
{
    public void Process(){...}
    public ArrayList getBoxes(){...}
}

如果我们要对这样的对象进行处理：

class App
{
    public static void Main()
    {
        IBox box=Factory.GetBox();
        if(box is ContainerBox)
        {
            box.Process();
            ArrayList list=((ContainerBox)box).GetBoxes();
            ...//将面临比较复杂的递归处理
        }
        else if(box is SingleBox)
        {
            box.Process();
        }
    }
}

动机（Motivation）
上述问题的根源在于：客户代码过多地依赖于对象容器复杂的内部实现结构，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、扩展性等弊端。
如何将“客户代码与复杂对象容器结构”解耦？让对象容器自己来实现自身的复杂结构，从而使得客户代码就像处理简单对象一样来处理复杂的对象容器？

意图（Intent）
将对象组合成属性结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。——《设计模式》GoF

可以将上面代码改为：

    public interface IBox
    {
        void Process();
    }

    public class SingleBox : IBox
    {
        public void Process()
        {
        }
    }

    public class ContainerBox : IBox
    {
        public void Process()
        {

            //1.Do process for myself
            //2.Do process for the box in this list
            if (Boxes != null)
            {
                foreach (IBox box in Boxes)
                {
                    box.Process();
                }
            }
        }

        public IList Boxes
        {
            get;
            set;
        }
    }

    class App
    {
        public static void Main()
        {
            IBox box =new ContainerBox();
            box.Process();
        }
    }

 

Composite模式的几个要点
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地处理对象和对象容器，无需关心处理的是单个的对象，还是组合的对象容器。
将“客户代码与复杂度对象容器结构”解耦是Composite模式的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口——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”。
Composite模式中，是将“Add和Remove等和对象容器相关的方法”定义在“表示抽象对象的”IBox类中，还是将其定义在“表示对象容器的ContainerBox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。这里可能违背面向对象的“单一职责原则”，但是对于这种特殊结构，这又是必须付出的代价。ASP.NET控件的实现在这方面为我们提供了一个很好的示范。
Composite模式在具体实现中，可以让父对象中的子对象反向追溯；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。