【设计模式】结构型模式：组合模式

意图

使用组合模式可以将对象组合成树状结构，并且能像使用独立对象一样使用它们。

组合模式结构

在这里插入图片描述

组件（Component）接口描述了树中简单项目和复杂项目所共有的操作。

叶节点（Leaf）是树的基本结构，它不包含子项目。
一般情况下，叶节点最终会完成大部分的实际工作，因为它们无法将工作指派给其他部分。

容器（Container）又名 “组合（Composite）” 是包含叶节点或其他容器等子项目的单位。容器不知道其子项目所属的具体类，它只通过通用的组件接口与其子项目交互。容器接收到请求后会将工作分配给自己的子项目， 处理中间结果， 然后将最终结果返回给客户端。

客户端（Client）通过组件接口与所有项目交互。因此，客户端能以相同方式与树状结构中的简单或复杂项目交互。

示例

以下是 AWTK 控件类进行绘制的部分代码，完整代码请看 AWTK 源码 ：

/* widget.h */
/**
 * @class widget_t
 * @annotation ["scriptable","widget"]
 * widget_t 是所有控件、窗口和窗口管理器的基类。
 * widget_t 也是一个容器，可放其它 widget_t 到它的内部，形成一个树形结构。
 */
struct _widget_t {
  /**
   * @property {darray_t*} children
   * @annotation ["readable"]
   * 全部子控件。
   */
  darray_t* children;
  /*  省略其他属性 */
};

/**
 * @method widget_add_child
 * 加入一个子控件。
 *
 * @annotation ["scriptable"]
 * @param {widget_t*} widget 控件对象。
 * @param {widget_t*} child 子控件对象。
 *
 * @return {ret_t} 返回RET_OK表示成功，否则表示失败。
 */
ret_t widget_add_child(widget_t* widget, widget_t* child);

/**
 * @method widget_remove_child
 * 移出指定的子控件(并不销毁)。
 *
 * @annotation ["scriptable"]
 * @param {widget_t*} widget 控件对象。
 * @param {widget_t*} child 子控件对象。
 *
 * @return {ret_t} 返回RET_OK表示成功，否则表示失败。
 */
ret_t widget_remove_child(widget_t* widget, widget_t* child);

/**
 * @method widget_paint
 * 绘制控件到一个canvas上。
 * @param {widget_t*} widget 控件对象。
 * @param {canvas_t*} c 画布对象。
 *
 * @return {ret_t} 返回RET_OK表示成功，否则表示失败。
 */
ret_t widget_paint(widget_t* widget, canvas_t* c);

/* widget.c */
/* widget_add_child() 和 widget_remove_child() 主要是用于将目标控件添加到 children 数组中,本示例省略实现 */

static ret_t widget_paint_impl(widget_t* widget, canvas_t* c) {
  int32_t ox = widget->x;
  int32_t oy = widget->y;
  uint8_t save_alpha = c->global_alpha;

  if (widget->opacity < TK_OPACITY_ALPHA) {
    canvas_set_global_alpha(c, (widget->opacity * save_alpha) / 0xff);
  }

  if (widget->astyle != NULL) {
    ox += style_get_int(widget->astyle, STYLE_ID_X_OFFSET, 0);
    oy += style_get_int(widget->astyle, STYLE_ID_Y_OFFSET, 0);
  }

  canvas_translate(c, ox, oy);
  widget_on_paint_begin(widget, c);
  widget_on_paint_background(widget, c);
  widget_on_paint_self(widget, c);
  /* 遍历 children 数组进行对子控件的绘制 */
  widget_on_paint_children(widget, c);
  widget_on_paint_border(widget, c);
  widget_on_paint_end(widget, c);

  canvas_untranslate(c, ox, oy);
  if (widget->opacity < TK_OPACITY_ALPHA) {
    canvas_set_global_alpha(c, save_alpha);
  }

  widget_on_paint_done(widget, c);

  return RET_OK;
}

ret_t widget_paint(widget_t* widget, canvas_t* c) {
  return_value_if_fail(widget != NULL && c != NULL, RET_BAD_PARAMS);

  if (!widget->visible || widget->opacity <= 0x08 || widget->w <= 0 || widget->h <= 0) {
    widget->dirty = FALSE;
    return RET_OK;
  }

  if (widget->need_relayout_children) {
    widget_layout_children(widget);
  }

  if (widget->need_update_style) {
    widget_update_style(widget);
  }

  canvas_save(c);
  /* 绘制控件具体实现 */
  widget_paint_impl(widget, c);
  canvas_restore(c);

  widget->dirty = FALSE;

  return RET_OK;
}

总结

适合应用场景：

• 如果你需要实现树状对象结构， 可以使用组合模式。
• 如果你希望客户端代码以相同方式处理简单和复杂元素， 可以使用该模式。

优点：

• 你可以利用多态和递归机制更方便地使用复杂树结构。
• 开闭原则。 无需更改现有代码， 你就可以在应用中添加新元素， 使其成为对象树的一部分。
• 单一职责原则，可以将每种产品生成代码抽取到同一位置， 使得代码易于维护。
• 生成不同形式的产品时， 你可以复用相同的制造代码。

缺点：
对于功能差异较大的类， 提供公共接口或许会有困难。 在特定情况下， 你需要过度一般化组件接口， 使其变得令人难以理解。

参考

22种设计模式：refactoringguru.cn/design-patterns
AWTK：github.com/zlgopen/awtk
《设计模式：可复用面向对象软件的基础》