设计模式笔记 8.Composite 组合模式(结构型模式)

8. Composite 组合模式  2008-8-14

动机(Motivation)

在某些情况下，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

基本代码： 

 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();
        }
    }

    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);
        }
    }

例子：

代码实现： 

    //公司类 抽象类或接口
    abstract class Company
    {
        protected string name;

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

        public abstract void Add(Company c);//增加
        public abstract void Remove(Company c);//移除
        public abstract void Display(int depth);//显示
        public abstract void LineOfDuty();//履行职责，不同部门需要履行不同的职责
    }

 

    //具体公司类 实现接口 树枝节点
    class ConcreteCompany : Company
    {
        private List<Company> children = new List<Company>();

        public ConcreteCompany(string name)
            : base(name)
        {  }

        public override void Add(Company c)
        {
            children.Add(c);
        }

        public override void Remove(Company c)
        {
            children.Remove(c);
        }

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

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

        //履行职责
        public override void LineOfDuty()
        {
            foreach (Company component in children)
            {
                component.LineOfDuty();
            }
        }
    }

 

    //人力资源部与财务部类 树叶节点
    //人力资源部
    class HRDepartment : Company
    {
        public HRDepartment(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Company c)
        {
        }

        public override void Remove(Company c)
        {
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);
        }
        
        public override void LineOfDuty()
        {
            Console.WriteLine("{0} 员工招聘培训管理", name);
        }
    }

    //财务部
    class FinanceDepartment : Company
    {
        public FinanceDepartment(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Company c)
        {
        }

        public override void Remove(Company c)
        {
        }

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

        public override void LineOfDuty()
        {
            Console.WriteLine("{0} 公司财务收支管理", name);
        }
    }

运行结果：

结构图：
-北京总公司
---总公司人力资源部
---总公司财务部
---上海华东分公司
-----华东分公司人力资源部
-----华东分公司财务部
-----南京办事处
-------南京办事处人力资源部
-------南京办事处财务部
-----杭州办事处
-------杭州办事处人力资源部
-------杭州办事处财务部

职责：
总公司人力资源部 员工招聘培训管理
总公司财务部 公司财务收支管理
华东分公司人力资源部 员工招聘培训管理
华东分公司财务部 公司财务收支管理
南京办事处人力资源部 员工招聘培训管理
南京办事处财务部 公司财务收支管理
杭州办事处人力资源部 员工招聘培训管理
杭州办事处财务部 公司财务收支管理

 

Composite 的几个要点

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。

将“客户代码与复杂的对象容器结构”解耦是Composite的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口——而非对象容器的内部实现结构——发生依赖，从而更能“应对变化”。

     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。