设计模式学习笔记（九）——Composite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