设计模式

组合模式-Composite

组合模式

在面向对象系统中，我们常会遇到一类具有“容器”特征的对象——即它们在充当对象的同时，又是其他对象的容器

动机

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

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。

结构

Composite.png

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模式的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口——而非对象容器的复杂内部实现结构——发生依赖关系，从而更能“应对变化”。

  • Composite模式中，是将“Add和Remove等和对象容器相关的方法”定义在“表示抽象对象的Component类”中，还是将其定义在“表示对象容器的Composite类”中，是一个关乎“透明性”和“安全性”的两难问题，需要仔细权衡。这里有可能违背面向对象的“单一职责原则”，但是对于这种特殊结构，这又是必须付出的代价。ASP.Net控件的实现在这方面为我们提供了一个很好的示范。

  • Composite模式在具体实现中，可以让父对象中的子对象反向追朔；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。

    示例代码

  • 组合模式

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    public abstract class IBox
    {
        public abstract void Process();
        public abstract void Add(IBox box);
        public abstract void Remove(IBox box);
    }
    public class SingleBox:IBox
    {
        public override void Process()
        {
            //..
        }
        public override void Add(IBox box){}
        public override void Remove(IBox box){};
    }
    public class ContainerBox:IBox
    {
        ArrayList list = null;
        public override void Add(IBox box)
        {
            if(list == null)
            {
                list = new ArrayList();
            }
            list.Add(box);
        }
        public override void Remove(IBox box)
        {
            if(list == null)
            {
                throw new exception;
            }
            list.remove(box);
        }
        public override void Process()
        {
            //..
            if(list != null)
            {
                foreach(IBox box in list)
                {
                    box.process();
                }
            }
        }
    }

  • Client

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    IBox box = boxFactory.getBox();
    //box.Add(new SingleBox());
    //...
    box.Process();