【23种设计模式】组合模式(七)

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摘要

组合模式,英文名称是:Composite Pattern。当我们谈到这个模式的时候,有一个物件和这个模式很像,也符合这个模式要表达的意思,那就是“俄罗斯套娃”。“俄罗斯套娃”就是大的瓷器娃娃里面装着一个小的瓷器娃娃,小的瓷器娃娃里面再装着更小的瓷器娃娃,直到最后一个不能再装更小的瓷器娃娃的那个瓷器娃娃为止。在我们的操作系统中有文件夹的概念,文件夹可以包含文件夹,可以嵌套多层,最里面包含的是文件,这个概念和“俄罗斯套娃”很像。


前言

组合模式,英文名称是:Composite Pattern。当我们谈到这个模式的时候,有一个物件和这个模式很像,也符合这个模式要表达的意思,那就是“俄罗斯套娃”。“俄罗斯套娃”就是大的瓷器娃娃里面装着一个小的瓷器娃娃,小的瓷器娃娃里面再装着更小的瓷器娃娃,直到最后一个不能再装更小的瓷器娃娃的那个瓷器娃娃为止。在我们的操作系统中有文件夹的概念,文件夹可以包含文件夹,可以嵌套多层,最里面包含的是文件,这个概念和“俄罗斯套娃”很像。
【23种设计模式】组合模式(七)

组合模式的定义

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、扩展性等方面的弊端。组合设计模式就是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。

组合模式的组成

【23种设计模式】组合模式(七)

  • 抽象构件角色(Component):这是个抽象角色,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。

组合模式的代码实现

组合模式有两种实现方式,一种是:透明式的组合模式,另外一种是:安全式的组合模式。

所谓透明式是指“抽象构件角色”定义的接口行为集合包含两个部分,一部分是叶子对象本身所包含的行为(比如Operation),另外一部分是容器对象本身所包含的管理子对象的行为(Add,Remove)。这个抽象构件必须同时包含这两类对象所有的行为,客户端代码才会透明的使用,无论调用容器对象还是叶子对象,接口方法都是一样的,这就是透明

所谓安全式是指“抽象构件角色”只定义叶子对象的方法,确切的说这个抽象构件只定义两类对象共有的行为,然后容器对象的方法定义在“树枝构件角色”上,这样叶子对象有叶子对象的方法,容器对象有容器对象的方法,这样责任很明确,当然调用肯定不会抛出异常了。

大家可以根据自己的情况自行选择是实现为“透明式”还是“安全式”的,以下我们会针对这两种情况都有实现,具体实现如下:

透明式

代码定义

 /// <summary>     /// Transparent 透明式实现     /// </summary>     public class Transparent     {         /// <summary>         /// 该抽象类就是文件夹抽象接口的定义,该类型就相当于是抽象构件Component类型         /// </summary>         public abstract class Folder         {             //增加文件夹或文件             public abstract void Add(Folder folder);              //删除文件夹或者文件             public abstract void Remove(Folder folder);              //打开文件或者文件夹--该操作相当于Component类型的Operation方法             public abstract void Open();         }          /// <summary>         /// 该Word文档类就是叶子构件的定义,该类型就相当于是Leaf类型,不能在包含子对象         /// </summary>         public sealed class Word : Folder         {             //增加文件夹或文件             public override void Add(Folder folder)             {                 throw new Exception("Word文档不具有该功能");             }              //删除文件夹或者文件             public override void Remove(Folder folder)             {                 throw new Exception("Word文档不具有该功能");             }              //打开文件--该操作相当于Component类型的Operation方法             public override void Open()             {                 Console.WriteLine("打开Word文档,开始进行编辑");             }         }          /// <summary>         /// SonFolder类型就是树枝构件,由于我们使用的是“透明式”,所以Add,Remove都是从Folder类型继承下来的         /// </summary>         public class SonFolder : Folder         {             //增加文件夹或文件             public override void Add(Folder folder)             {                 Console.WriteLine("文件或者文件夹已经增加成功");             }              //删除文件夹或者文件             public override void Remove(Folder folder)             {                 Console.WriteLine("文件或者文件夹已经删除成功");             }              //打开文件夹--该操作相当于Component类型的Operation方法             public override void Open()             {                 Console.WriteLine("已经打开当前文件夹");             }         }     } 

调用实现

  public void RunTest()         {             //Folder myword = new Word();             //myword.Open();//打开文件,处理文件              //myword.Add(new SonFolder());//抛出异常             //myword.Remove(new SonFolder());//抛出异常               Folder myfolder = new SonFolder();             myfolder.Open();//打开文件夹              myfolder.Add(new SonFolder());//成功增加文件或者文件夹             myfolder.Remove(new SonFolder());//成功删除文件或者文件夹              Console.Read();         } 

【23种设计模式】组合模式(七)

安全式

代码定义

  /// <summary>     /// Secure 安全式实现     /// </summary>     public class Secure     {         /// <summary>         /// 该抽象类就是文件夹抽象接口的定义,该类型就相当于是抽象构件Component类型         /// </summary>         public abstract class Folder //该类型少了容器对象管理子对象的方法的定义,换了地方,在树枝构件也就是SonFolder类型         {             //打开文件或者文件夹--该操作相当于Component类型的Operation方法             public abstract void Open();         }          /// <summary>         /// 该Word文档类就是叶子构件的定义,该类型就相当于是Leaf类型,不能在包含子对象         /// </summary>         public sealed class Word : Folder  //这类型现在很干净         {             //打开文件---该操作相当于Component类型的Operation方法             public override void Open()             {                 Console.WriteLine("打开Word文档,开始进行编辑");             }         }          /// <summary>         /// SonFolder类型就是树枝构件,现在由于我们使用的是“安全式”,所以Add,Remove都是从此处开始定义的         /// </summary>         public abstract class SonFolder : Folder //这里可以是抽象接口,可以自己根据自己的情况而定         {             //增加文件夹或文件             public abstract void Add(Folder folder);              //删除文件夹或者文件             public abstract void Remove(Folder folder);              //打开文件夹--该操作相当于Component类型的Operation方法             public override void Open()             {                 Console.WriteLine("已经打开当前文件夹");             }         }          /// <summary>         /// NextFolder类型就是树枝构件的实现类         /// </summary>         public sealed class NextFolder : SonFolder         {             //增加文件夹或文件             public override void Add(Folder folder)             {                 Console.WriteLine("文件或者文件夹已经增加成功");             }              //删除文件夹或者文件             public override void Remove(Folder folder)             {                 Console.WriteLine("文件或者文件夹已经删除成功");             }              //打开文件夹--该操作相当于Component类型的Operation方法             public override void Open()             {                 Console.WriteLine("已经打开当前文件夹");             }         }      } 

调用实现

  public void RunTest()         {             //这是安全的组合模式             Folder myword = new Word();              myword.Open();//打开文件,处理文件               Folder myfolder = new NextFolder();             myfolder.Open();//打开文件夹              //此处要是用增加和删除功能,需要转型的操作,否则不能使用             ((SonFolder)myfolder).Add(new NextFolder());//成功增加文件或者文件夹             ((SonFolder)myfolder).Remove(new NextFolder());//成功删除文件或者文件夹          } 

【23种设计模式】组合模式(七)

组合模式的优缺点

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,无需关心处理的是单个对象,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。