Composite 组合（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——即它们在充当对象的同时，又是其他对象的容器。

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容器进行处理:

IBox box = Factory.GetBox();
If (box  is  ContainerBox){
box.process();
ArrayList list =  ((ContrainerBox) box).GetBoxes();
……..  //  将面临比较复杂的递归处理
} else   if ( box  is  SingleBox){
box.process();
} 

  

动机（Motivation）
      上述描述的问题根源在于：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“客户代码与复杂的对象容器结构”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）
      将对象组合成树形结构以表示“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

结构（Structure）

 

未使用组合模式

代码

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

using  System.Collections;

namespace  testWpf
{
     // 未使用组合模式
     // asp.net控件也是使用了组合模式，button和pannel控件也有一个属性Controls，但button不实现controls方法

     public   interface  IBox
    {
         void  process();
    }

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

     public   class  ContainerBox : IBox
    {
         public   void  add(IBox box) { }
         public   void  Remove(IBox box) { }
         public   void  process() { }
         public  ArrayList getBoexes() {  return   new  ArrayList(); }    
    }

     ///   <summary>
     ///  客户代码
     ///   </summary>
     class  App
    { 
         public   static   void  Main()
        {
            IBox box  =  Factor.GetBox();

             // 客户代码于对象内部结构发生了耦合
             if  (box  is  ContainerBox)
            {
                box.process();
                ArrayList list  =  ((ContainerBox)box).getBoexes();
                 // ... 将面临比较复杂的递归处理
            }
             else   if  (box  is  SingleBox)
            {
                box.process();
            }
        }
    }


}

 

 

使用了组合模式

代码

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

using  System.Collections;

namespace  testWpf
{
     // 使用了组合模式

     public   interface  IBox
    {
         void  process();
         void  Add(IBox box);
         void  Remove(IBox box);
    }

     public   class  SingleBox : IBox
    {
         public   void  process() 
        {
             // 1.Do Something for myself
             // ... ...
        }

         // 不是容器对象，不支持的方法可以选择抛出异常
         public   void  Add(IBox box)
        {
             throw   new  Exception( " not supported " );
        }
         public   void  Remove(IBox box)
        {
             throw   new  Exception( " not supported " );
        }
    }

     public   class  ContainerBox : IBox
    {
        ArrayList list  =   null ;

         public   void  add(IBox box)
        {
             if  (list  ==   null )
            {
                list  =   new  ArrayList();                
            }
            list.Add(box);
        }

         public   void  Remove(IBox box)
        {
             if  (list  ==   null )
            {
                 throw   new  Exception( " error " );
            }
            list.Remove(box);
        }

         public   void  process() 
        {
             // 1.Do Something for myself
             // ... ...

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

     ///   <summary>
     ///  客户代码
     ///   </summary>
     class  App
    {
         public   static   void  Main()
        {
            IBox box  =  Factor.GetBox();

             // 客户代码与抽象接口进行耦合，这是面向对象设计的导向
            box.process();
            
        }
    }
}

  

Composite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。
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抽象接口——而非对象容器的复内部实现结构——发生依赖关系，从而更能“应对变化”。
3. Composite模式中，是将“Add和Remove等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。这里有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。
4. 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。