15组合模式

Posted 2020-12-11 study-hard-forever

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。

组合模式UML结构图：

组合模式的目的：让客户端不再区分操作的是组合对象还是叶子对象，而是以一种统一的方式来操作对象树，组合模式会组合出树形结构来，这也就意味着，所有可以使用对象树来描述或操作的功能，都可以考虑使用组合模式。比如读取XML文件，或是对语句进行语法分析等。

组合模式的实现根据所实现接口的区别分为两种形式，分别称为安全模式和透明模式。组合模式可以不提供父对象的管理方法，但组合模式必须在合适的地方提供子对象的管理方法（诸如：add、remove、Display等）。

透明方式：在Component（父类）（零件类）里面声明所有的用来管理子类对象的方法，包括add（）、remove（），以及Display（）方法。
优点：所有的构件类都有相同的接口。在客户端看来，树叶类对象与组合类对象的区别起码在接口层次上消失了，客户端可以同等的对待所有的对象。这就是透明形式的组合模式。
缺点：不够安全，因为树叶类对象和合成类对象在本质上是有区别的。树叶类对象不可能有下一个层次的对象，因此add（）、remove（）以及Display(）方法没有意义，在编译时期不会出错，而会在运行时期才会出错。

安全方式：在Composite类（子类）（总体类）里面声明所有的用来管理子类对象的方法。
优点：这样的做法是安全的做法 ，树叶类型的对象根本就没有管理子类对象的方法，因此，如果客户端对树叶类对象使用这些方法时，程序会在编译时期出错。
缺点 ：不够透明，树叶类和合成类将具有不同的接口。

组合模式何时使用：需求中是体现部分与整体层次的结构时，希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，统一的使用组合结构中的所有对象时。

组合模式优点：
定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构，基本对象可以组合成组合对象，组合对象又能组合成更复杂的组合对象，可以不断地递归组合下去，从而构成一个统一的组合对象的类层次结构，统一了组合对象和叶子对象，简化了客户端调用，不用区分组合对象和叶子对象，更容易扩展，由于客户端是统一的面对Component来操作，因此，新定义的Composite或leaf子类能够很容易的与已有的结构一起工作，而不需改变客户端。
组合模式缺点：很难限制组合中的组件类型：这是容易添加新的组件带来的问题，在需要检测组件类型的时候，使得我们不能依靠编译期的类型约束来完成，必须在运行期间动态检测。

组合模式本质：让客户统一使用叶子对象（单个对象）和组合对象。

基本代码：

 	abstract class Component
    {
        protected string name;

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

        public abstract void Add(Component c);
        public abstract void Remove(Component c);
        public abstract void Display(int depth);
    }

    class Composite : Component
    {
        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);
        }

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

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

    class Leaf : Component
    {
        public Leaf(string name)
            : base(name)
        { }

        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");
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String(‘-‘, depth) + name);
        }
    }
    
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Composite root = new Composite("root");
            root.Add(new Leaf("Leaf A"));
            root.Add(new Leaf("Leaf B"));

            Composite comp = new Composite("Composite X");
            comp.Add(new Leaf("Leaf XA"));
            comp.Add(new Leaf("Leaf XB"));

            root.Add(comp);

            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);

            root.Display(1);

            Console.Read();
        }
    }