设计模式【组合模式Composite Pattern】

组合模式

关于组合模式（Composite Pattern），又叫做部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

我们通过下面的实例来演示组合模式的用法。实例演示了一个组织中员工的层次结构。

介绍

意图：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。

主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用： 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。 2、您希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

应用实例： 1、算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作符也可以是操作树、操作符和另一个操作数。

优点： 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。

缺点：在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

注意事项：定义时为具体类。

实现

我们有一个类 Employee，该类被当作组合模型类。CompositePatternDemo，我们的演示类使用 Employee 类来添加部门层次结构，并打印所有员工。

步骤 1

创建 Employee 类，该类带有 Employee 对象的列表。

Employee.cs

using System.Collections.Generic;
namespace Composite_Pattern
{
    class Employee
    {
        string name;
        string dept;
        int salary;
        List subordinates; //下属

        public Employee(string name, string dept, int sal)
        {
            this.name = name;
            this.dept = dept;
            this.salary = sal;
            subordinates = new List();
        }

        public void add(Employee e)
        {
            subordinates.Add(e);
        }

        public void remove(Employee e)
        {
            subordinates.Remove(e);
        }

        public List getSubordinates()
        {
            return subordinates;
        }

        public override string ToString()
        {
            return ("Employee :[ Name : " + name + ", dept : " + dept + ", salary :" + salary + " ]");
        }
        
    }
}

步骤 2

使用 Employee 类来创建和打印员工的层次结构。

CompositePatternDemo.cs

using System;
namespace Composite_Pattern
{
    class CompositePatternDemo
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Employee CEO = new Employee("John", "CEO", 30000);

            Employee headSales = new Employee("Robert", "Head Sales", 20000);

            Employee headMarketing = new Employee("Michel", "Head Marketing", 20000);

            Employee clerk1 = new Employee("Laura", "Marketing", 10000);
            Employee clerk2 = new Employee("Bob", "Marketing", 10000);

            Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard", "Sales", 10000);
            Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob", "Sales", 10000);

            CEO.add(headSales);
            CEO.add(headMarketing);

            headSales.add(salesExecutive1);
            headSales.add(salesExecutive2);

            headMarketing.add(clerk1);
            headMarketing.add(clerk2);

            //打印该组织的所有员工
            Console.WriteLine(CEO);
            foreach (Employee headEmployee in CEO.getSubordinates())
            {
                Console.WriteLine(headEmployee);
                foreach (Employee employee in headEmployee.getSubordinates())
                {
                    Console.WriteLine(employee);
                }
            }

            Console.Read();
        }
    }
}

步骤 3

验证输出。

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]