C#设计模式-组合模式（Composite Pattern）

概念

组合是一种结构型设计模式， 你可以使用它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(Composite Pattern)是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。

对于绝大多数需要生成树状结构的问题来说， 组合模式都是非常好的一种解决方案。 主要的功能是在整个树状结构上递归调用方法并对结果进行汇总。

结构图

组合模式中的角色：

• 抽象构件角色（Component）：这是一个抽象角色，它给参加组合的对象定义出了公共的接口及默认行为，可以用来管理所有的子对象（在透明式的组合模式是这样的）。在安全式的组合模式里，构件角色并不定义出管理子对象的方法，这一定义由树枝结构对象给出。
• 树叶构件角色（Leaf）：树叶对象是没有下级子对象的对象，定义出参加组合的原始对象的行为。（原始对象的行为可以理解为没有容器对象管理子对象的方法，或者原始对象行为+管理子对象的行为（Add，Remove等）=面对客户代码的接口行为集合）
• 树枝构件角色（Composite）：代表参加组合的有下级子对象的对象，树枝对象给出所有管理子对象的方法实现，如Add、Remove等。组合模式实现的最关键的地方是–简单对象和复合对象必须实现相同的接口。这就是组合模式能够将组合对象和简单对象进行一致处理的原因。

实现

组合模式实现的最关键的地方是——简单对象和复合对象必须实现相同的接口。这就是组合模式能够将组合对象和简单对象进行一致处理的原因。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace Composite{class Program{static void Main(string[] args){// 创建根节点Composite root = new Composite(\"root\");root.add(new Leaf(\"Leaf A\"));root.add(new Leaf(\"Leaf B\"));// 创建第二层节点Composite branch = new Composite(\"branch\");branch.add(new Leaf(\"branch BX\"));branch.add(new Leaf(\"branch BY\"));root.add(branch);// 创建第三层节点Composite branch2 = new Composite(\"branch2\");branch2.add(new Leaf(\"branch2 BBX\"));branch2.add(new Leaf(\"branch2 BBY\"));root.add(branch2);// 叶子节点操作Composite branch3 = new Composite(\"branch3\");Leaf leaf = new Leaf(\"Leaf L\");Leaf leaf1 = new Leaf(\"Leaf L1\");leaf.add(leaf1);leaf.delete(leaf1);branch3.add(leaf);branch3.add(leaf1);branch3.delete(leaf);root.add(branch3);// 显示root.show(1);Console.Read();}}/// <summary>/// 抽象构件/// </summary>public abstract class Component{public string Name { get; set; }public Component(string name){this.Name = name;}// 添加一个叶子构件或树枝构件public abstract void add(Component component);// 删除一个叶子构件或树枝构件public abstract void delete(Component component);// 获取分支下的所有叶子构件和树枝构件public abstract void show(int depth);}/// <summary>/// 叶子构件/// </summary>public class Leaf : Component{public Leaf(string name):base(name){ }// 如果是叶子节点，则不允许进行添加节点，因为叶子节点下再没有节点了public override void add(Component component){Console.WriteLine(\"叶子节点不能添加其他内容\");}// 如果是叶子节点，则不允许进行删除节点，因为叶子节点下再没有节点了public override void delete(Component component){Console.WriteLine(\"叶子节点不能删除内容\");}public override void show(int depth){// 输出叶子节点for (int i = 0; i < depth; i++){Console.Write(\"-\");}Console.WriteLine(this.Name);}}/// <summary>/// 树构件/// </summary>public class Composite : Component{protected List<Component> _children = new List<Component>();public Composite(string name) : base(name){ }public override void add(Component component){_children.Add(component);}public override void delete(Component component){_children.Remove(component);}public override void show(int depth){// 输出树形结构层次for (int i=0; i<depth; i++){Console.Write(\"-\");}Console.WriteLine(this.Name);// 向下遍历foreach (Component compontent in _children){compontent.show(depth + 1);}}}}

运行后结果：

叶子节点不能添加其他内容叶子节点不能删除内容-root--Leaf A--Leaf B--branch---branch BX---branch BY--branch2---branch2 BBX---branch2 BBY--branch3---Leaf L1

使用场景

• 需要表示一个对象整体或部分的层次结构。
• 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。

优缺点

优点：

• 组合模式使得客户端代码可以一致地处理对象和对象容器，无需关系处理的单个对象，还是组合的对象容器。
• 将”客户代码与复杂的对象容器结构“解耦。
• 可以更容易地往组合对象中加入新的构件。

缺点：

• 使得设计更加复杂。客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系。（这个是几乎所有设计模式所面临的问题）。