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2017
08-17

面向对象编程思想组合模式

一、引言
在软件开发中,我们经常会遇到处理简单对象和复合对象的情况,例如操作系统中文件目录的处理,目录可以包含单独的文件,也可以包括文件夹,而文件夹里又包含着文件,如此递归下去或者说是分级数据结构。由于简单对象和复合对象在功能上的区别,导致在操作过程中必须区分简单对象和复合对象,这样导致客户端调用时带来不必要的麻烦,作为客户,希望能够始终如一的对待简单对象和复杂对象。组合模式就是解决这个问题的
二、组合模式
定义: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。

来看看组合模式的基本代码结构

  abstract class Component
{
protected string name;
public Component(string name)
{
this.name = name;
}
public abstract void Add(Component component);
public abstract void Remove(Component component);
public abstract void Display(int depth);
}

 

  //Leaf在组合中表示叶节点对象
class Leaf : Component
{
public Leaf(string name) : base(name) { }
//由于叶子没有在增加分枝和树叶,所以ADD与Remove方法实现它没有意义;
//但可以消除叶节点和枝节点在抽象层次的区别,它们具备完全一致的接口
public override void Add(Component component)
{
Console.WriteLine("叶节点不允许添加树枝树叶节点");
}

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

public override void Remove(Component component)
{
Console.WriteLine("由于叶节点没有子节点,这里移除没有任何意义");
}
}

 

  class Composite : Component
{
private List<Component> Children = new List<Component>();
public Composite(string name) : base(name) { }
public override void Add(Component component)
{
Children.Add(component);
}
//显示枝节点名称并对其下级进行遍历
public override void Display(int depth)
{
Console.WriteLine(new String('-',depth)+name);
foreach (Component component in Children)
{
component.Display(depth + 2);
}
}

public override void Remove(Component component)
{
Children.Remove(component);
}
}

 

     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(0);
       Console.Read();
}

结果如下图所示:

透明方式:在Component中声明所有管理子对象的方法,这样实现Component的子类都有Add和Remove方法,这样做的好处是叶节点和枝节点对于外界没有区别,它们具备完全一致的接口,但问题也很明显,Leaf本身没有Add和Remove方法,实现它是没有意义的
安全方式:在Component中不去声明Add和Remove方法,那么子类Leaf就不需要实现它,而是在Composite中声明所有管理子类的方法,不过由于不够透明,树叶类和树枝类不具有相同的接口,客户端调用需要相应的判断,带来了不便
下面是大话设计模式中公司管理系统的例子:

  public abstract class Company
{
protected string Name;
public Company(string name)
{
this.Name = name;
}
public abstract void Add(Company company);
public abstract void Remove(Company company);
public abstract void Display(int depth);
public abstract void LineOfDuty();
}

 

   //具体公司类 树枝节点
class ConcreteCompany : Company
{
//一个子对象集合 用来存储其下属的枝节点 叶节点
private List<Company> Children = new List<Company>();
public ConcreteCompany(string name) : base(name) { }
public override void Add(Company company)
{
Children.Add(company);
}

public override void Display(int depth)
{
Console.WriteLine(new String('-',depth)+Name);
foreach (Company com in Children)
{
com.Display(depth+2);
}
}

public override void LineOfDuty()
{
foreach (Company com in Children)
{
com.LineOfDuty();
}
}

public override void Remove(Company company)
{
Children.Remove(company);
}
}

 

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

public override void Add(Company company)
{

}

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

public override void LineOfDuty()
{
Console.WriteLine($"{Name}员工招聘培训管理");
}

public override void Remove(Company company)
{

}
}

 

  //财务部类 树叶节点
class FinanceDepartment : Company
{
public FinanceDepartment(string name) : base(name) { }
public override void Add(Company company)
{

}

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

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

public override void Remove(Company company)
{

}
}

 

    static void Main(string[] args)
{
ConcreteCompany root = new ConcreteCompany("北京总公司");
root.Add(new HRDepartment("总公司人力资源部"));
root.Add(new FinanceDepartment("总公司财务部"));

ConcreteCompany comp = new ConcreteCompany("上海华东分公司");
comp.Add(new HRDepartment("华东分公司人力资源部"));
comp.Add(new FinanceDepartment("华东分公司财务部"));
root.Add(comp);
ConcreteCompany comp1 = new ConcreteCompany("南京分公司");
comp1.Add(new HRDepartment("南京人力资源部"));
comp1.Add(new FinanceDepartment("南京财务部"));
comp.Add(comp1);
ConcreteCompany comp2 = new ConcreteCompany("杭州分公司");
comp2.Add(new HRDepartment("杭州人力资源部"));
comp2.Add(new FinanceDepartment("杭州财务部"));
comp.Add(comp2);
Console.WriteLine("\n结构图");
root.Display(0);
Console.WriteLine("\n职责图");
root.LineOfDuty();
Console.Read();
}

运行结果如下图:

使用场景:
1.想表示对象部分-整体层次结构;
2.希望用户忽略单个对象和组合对象的不同,统一的使用组合结构中的所有对象。
优点:
1.高层模块不需要关心处理的是单个对象还是复合对象;客户程序可以像处理单个对象一样处理复合对象,将客户程序与复合对象容器结构解耦
2.更容易往组合对象中添加新的构件,只需要找父节点即可
缺点:设计更加复杂,使得客户需要更多时间理清类之间的层次关系
 
关于组合模式的学习就到此结束了,希望能够帮到你,若有不足,欢迎斧正,感谢您的阅读。

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作者:
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。

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