设计模式（十五）组合模式

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。

当你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，就应该考虑用组合模式。

ASP.NET 中的 TreeView 控件就是典型的组合模式应用。

 基本代码

// 组合中的对象声明接口
abstract class Component
{
  protected string name;

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

  // 增加 / 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);
}

// 叶子
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 方法实现它没有意义，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，
  // 它们具备完全一致的接口
  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");
  }  

  // 叶节点的具体方法，显示其 名称 和 级别
  public override void Display(int depth)
  {
    Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);
  }  
}

  // 定义 枝节点 行为，用来存储子部件
class Composite : Component
{
  // 一个子对象集合用来存储其下属的叶节点 和 枝节点
  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);
  }

  // 显示其枝节点名称，并对其下级进行遍历
  public override void Display(int depth)
  {
    Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);

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

// 客户端
static void Main(string[] args)
{
  // 生成树根 root，根上长出两叶 LeafA 和 LeafB
  Composite root = new Composite("root");
  root.Add(new Leaf("Leaf A"));
  root.Add(new Leaf("Leaf B"));

  // 根上长出分枝 Composite X，分枝上也有两叶 LeafXA 和 LeafXB
  Composite comp = new Composite("Composite X");
  comp.Add(new Leaf("Leaf XA"));
  comp.Add(new Leaf("Leaf XB"));

  root.Add(comp);

  // 在 Composite X 上再长出 Composite XY，分枝上也有两叶 LeafXYA 和 LeafXYB
  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);
  // 显示大树
  root.Display(1);

  Console.Read();
}

 【例】公司管理系统 OA

 基本代码

 

// 公司类（抽象类 或 接口）
abstract class Company
{
  protected sting name;

  public Company(string name)
  {
    this.name = name;
  }
  // 增加
  public abstract void Add(Company c);
  // 移除
  public abstract void Remove(Company c);
  // 显示
  public abstract void Display(int depth);
  // 履行职责
  public abstract void LineOfDuty();
}

// 具体公司类（实现接口 树枝节点）
class ConcreteCompany : Company
{
  private List<Company>children = new List<Company>();

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

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

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

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

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

  // 履行职责
  public override void LineOfDuty()
  {
    foreach(Company component in children)
    {
      component.LineOfDuty();
    }
  }
}

// 人力资源部（树叶节点）
class HRDepartment : Company
{
  public HRDepartment(string name) : base(name)
  {
  }

  public override void Add(Company c)
  {
  }

  public override void Remove(Company c)
  {
  }

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

  // 履行职责
  public override void LineOfDuty()
  {
    Console.WriteLine("{0} 员工招聘培训管理", name);
  }  
}

// 财务部（树叶节点）
class FinanceDepartment : Company
{
  public FinanceDepartment(string name) : base(name)
  {
  }

  public override void Add(Company c)
  {
  }

  public override void Remove(Company c)
  {
  }

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

  // 履行职责
  public override void LineOfDuty()
  {
    Console.WriteLine("{0} 公司财务收支管理", name);
  }  
}

// 客户端
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 FinanceDepartment("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 FinanceDepartment("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 FinanceDepartment("南京办事处财务部"));
  comp.Add(comp1);

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

  Console.WriteLine("\n 职责：");
  root.LineOfDuty();
}

 【总结】

组合模式定义了包含人力资源部和财务部这些基本对象和分公司、办事处等组合对象的类层次结构。基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断地递归下去，客户代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象。

组合模式让客户可以一致地使用组合结构和单个对象。