通俗易懂设计模式解析——组合模式

前言

　　今天介绍的是结构型设计模式中的第四个模式，也就是组合模式（Composite Pattern）。组合模式也好理解，就拿咱们电脑的文件及文件夹来讲吧，这就是一个较好的组合模式的例子。一个目录下面包含文件及文件夹，文件夹下面也包含文件或文件夹。在这样一层层下来，咱们能够想象。他彷佛像极了那个树状图。而组合模式是依据树型结构来组合对象。用来表示部分—总体层次关系。

组合模式介绍

1、来由

　　在咱们软件系统开发中，会遇到简单对象与复杂对象一块儿使用的状况，就比如刚刚说的文件目录同样，能够包含文件和文件夹，文件夹下面也能够包含文件和文件夹。可是因为简单对象和复杂对象在功能使用上仍是有必定的区别的，可能会形成客户端调用时较为麻烦。这时候就须要将简单对象和复杂对象统一一致对待。然而组合模式也就是解决这一麻烦的。

2、意图

　　将对象组合成树形结构以表示"部分-总体"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备一致性。

3、案例图

 

 

 

 

4、组合模式代码示例

　　看上面案例图，能够发现组合模式通常包含如下部分：

抽象构件角色：这是一个抽象角色，它给参加组合的对象定义了公共的接口和行为，在透明式的组合模式中，包含了对全部子对象的管理。可是在安全式的组合模式中，这里不定义管理子对象的方法，而是由树枝构件定义给出。

树叶构件:树叶构件意味着没有下级对象，定义了参加组合对象的原始行为。

树枝构件:表明有下级对象（树枝或树叶都有可能），给出管理其子类的对象。

 

在组合模式中，细分为两种形式。一、透明式组合模式。二、安全式组合模式。这里咱们能够看看何为透明式何为安全式：

透明式：

　　抽象构件角色定义公共的接口和行为，这里呢就包括对本对象的操做也包含其子对象的操做的。可是树叶构件对象没有其子类。可是依然继承其功能接口和行为。这里在接口和行为上，不管调用树枝构件仍是树叶构件都是同样的。这就属于透明式了。

安全式：
　　由上面透明式讲的，树叶构件也会包含操做本身和子对象的接口和行为，可是没有其子对象怎么办呢？固然是能够空着不写，但会空。可是万一实现调用了呢？对吧，仍是有必定的安全隐患的。那么安全式也就是说抽象构件包含操做自己对象的接口和行为，那么树叶构件也就包含操做自己对象的接口和行为了。树枝构件则实现操做自身对象的接口和行为的同时，还须要实现操做其子类的对象的接口和行为。

 

就按开始所讲的文件目录的案例，咱们经过代码一块儿看看，在代码中如何实现组合模式的，这样也能够更方便快捷的了解记忆：

 透明式：

namespace Composite_Pattern { /// <summary>
    /// 透明式组合模式 /// </summary>
    class CompositePattern { } #region 抽象构件角色——抽象文件目录============
    public abstract class Files { /// <summary>
        /// 增长子对象 /// </summary>
        public abstract void Add(Files files = null, string Name = null); /// <summary>
        /// 删除子对象 /// </summary>
        public abstract void Remove(Files files=null, string Name = null); /// <summary>
        /// 操做自己对象 /// </summary>
        public abstract void Open(string Name); } #endregion

    #region 树叶构件——文件类型========================
    /// <summary>
    /// TXT文本 /// </summary>
    public sealed class BookTxt : Files { public override void Add(Files files=null, string Name = null) { throw new NotImplementedException("不存在添加子类操做"); } public override void Remove(Files files=null, string Name = null) { throw new NotImplementedException("不存在删除子类操做"); } public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打开一个名为【{Name}】txt文本"); } } #endregion

    #region 树枝构件——文件夹类型=================
    public class SubFiles : Files { public override void Add(Files files=null, string Name = null) { if (files != null) { Console.WriteLine($"添加一个名为【{Name}】的文件夹"); } else { Console.WriteLine($"添加一个名为【{Name}】的txt文本"); } } public override void Remove(Files files=null, string Name = null) { if (files != null ) { Console.WriteLine($"删除一个名为【{Name}】的文件夹"); } else { Console.WriteLine($"删除一个名为【{Name}】的txt文本"); } } public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打开当前名为【{Name}】文件夹文件夹"); } } #endregion }

    class Program { static void Main(string[] args) { //操做树叶自己文件
            Files bookTxt = new BookTxt(); bookTxt.Open("文本文件一"); //新增文件夹
            Files subFiles = new SubFiles(); subFiles.Open("文件一"); subFiles.Add(new SubFiles(), "文件二"); //删除文件
            subFiles.Remove(Name: "文本文件二"); Console.ReadLine(); } }

 

 安全式：

namespace Composite_Pattern1 { /// <summary>
    /// 安全式组合模式 /// </summary>
    class CompositePattern { } #region 抽象构件角色——抽象文件目录============
    public abstract class Files { /// <summary>
        /// 操做自己对象 /// </summary>
        public abstract void Open(string Name); } #endregion

    #region 树叶构件——文件类型========================
    /// <summary>
    /// TXT文本 /// </summary>
    public sealed class BookTxt : Files { public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打开一个名为【{Name}】txt文本"); } } #endregion

    #region 抽象树枝构件——安全模式，开始定义子类对象操做接口和行为=================
    public abstract  class SubFiles : Files { public abstract void Add(Files files = null, string Name = null); public abstract void Remove(Files files = null, string Name = null); public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打开当前名为【{Name}】文件夹"); } } #endregion

    #region 具体树枝构件——具体实现类
    public class AbSubFiles : SubFiles { public override void Add(Files files = null, string Name = null) { if (files != null) { Console.WriteLine($"添加一个名为【{Name}】的文件夹"); } else { Console.WriteLine($"添加一个名为【{Name}】的txt文本"); } } public override void Remove(Files files = null, string Name = null) { if (files != null) { Console.WriteLine($"删除一个名为【{Name}】的文件夹"); } else { Console.WriteLine($"删除一个名为【{Name}】的txt文本"); } } public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打开当前名为【{Name}】文件夹"); } } #endregion }

 

    class Program1 { static void Main(string[] args) { //操做树叶自己文件
            BookTxt bookTxt = new BookTxt(); bookTxt.Open("文本文件一"); //新增文件夹
            AbSubFiles subFiles = new AbSubFiles(); subFiles.Open("文件一"); subFiles.Add(new AbSubFiles(), "文件二"); //删除文件
            subFiles.Remove(Name: "文本文件二"); Console.ReadLine(); } }

 

使用场景及优缺点

1、使用场景

一、部分——总体的环境。例如树型菜单，文件管理

二、用户但愿对简单对象与复杂对象拥有一致的操做时

2、优势

一、组合模式使得处理简单对象和复杂对象有一致的操做，无需关心处理的简单对象仍是复杂对象

二、更简单快捷的加入新的节点

3、缺点

一、使得设计复杂，难于理清层次

二、在使用透明式的时候违背了接口分离原则，可是在使用安全式的时候又违背了依赖倒置原则

总结

　　到这里组合模式就介绍完了。这里须要说起的是在使用透明式组合模式时，树叶构件继承了操做子类的接口和行为，可是它并无子类。在接口分离原则中提到——客户不该被强迫依赖它不使用的方法。因此这里违背了其原则，可是都遵循了依赖倒置原则，依赖于抽象。在实现安全式组合模式时，在客户端调用时依赖于具体实现，也就违背了依赖倒置原则，可是却将树叶操做与树枝构件操做分离，符合接口分离原则。在实现组合模式中不一样形式实现有不一样的问题。这就须要根据咱们实际状况去衡量该如何使用了。

只有经历过地狱般的折磨，才有征服天堂的力量。只有流过血的手指才能弹出世间的绝唱。

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