通俗易懂設(shè)計(jì)模式解析——組合模式

前言

　　今天介紹的是結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式中的第四個(gè)模式，也就是組合模式（Composite
Pattern）。組合模式也好理解，就拿我們電腦的文件及文件夾來(lái)說(shuō)吧，這就是一個(gè)較好的組合模式的例子。一個(gè)目錄下面包含文件及文件夾，文件夾下面也包含文件或文件夾。在這樣一層層下來(lái)，我們可以想象。他似乎像極了那個(gè)樹(shù)狀圖。而組合模式是依據(jù)樹(shù)型結(jié)構(gòu)來(lái)組合對(duì)象。用來(lái)表示部分—整體層次關(guān)系。

組合模式介紹

一、來(lái)由


　　在我們軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，會(huì)遇到簡(jiǎn)單對(duì)象與復(fù)雜對(duì)象一起使用的情況，就好比剛剛說(shuō)的文件目錄一樣，可以包含文件和文件夾，文件夾下面也可以包含文件和文件夾。但是由于簡(jiǎn)單對(duì)象和復(fù)雜對(duì)象在功能使用上還是有一定的區(qū)別的，可能會(huì)造成客戶端調(diào)用時(shí)較為麻煩。這時(shí)候就需要將簡(jiǎn)單對(duì)象和復(fù)雜對(duì)象統(tǒng)一一致對(duì)待。然而組合模式也就是解決這一麻煩的。

二、意圖

　　將對(duì)象組合成樹(shù)形結(jié)構(gòu)以表示"部分-整體"的層次結(jié)構(gòu)。組合模式使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。

三、案例圖

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四、組合模式代碼示例

　　看上面案例圖，可以發(fā)現(xiàn)組合模式一般包含以下部分：

抽象構(gòu)件角色：
這是一個(gè)抽象角色，它給參加組合的對(duì)象定義了公共的接口和行為，在透明式的組合模式中，包含了對(duì)所有子對(duì)象的管理。但是在安全式的組合模式中，這里不定義管理子對(duì)象的方法，而是由樹(shù)枝構(gòu)件定義給出。

樹(shù)葉構(gòu)件:樹(shù)葉構(gòu)件意味著沒(méi)有下級(jí)對(duì)象，定義了參加組合對(duì)象的原始行為。

樹(shù)枝構(gòu)件:代表有下級(jí)對(duì)象（樹(shù)枝或樹(shù)葉都有可能），給出管理其子類(lèi)的對(duì)象。

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在組合模式中，細(xì)分為兩種形式。1、透明式組合模式。2、安全式組合模式。這里我們可以看看何為透明式何為安全式：

透明式：


　　抽象構(gòu)件角色定義公共的接口和行為，這里呢就包括對(duì)本對(duì)象的操作也包含其子對(duì)象的操作的。但是樹(shù)葉構(gòu)件對(duì)象沒(méi)有其子類(lèi)。但是依然繼承其功能接口和行為。這里在接口和行為上，無(wú)論調(diào)用樹(shù)枝構(gòu)件還是樹(shù)葉構(gòu)件都是一樣的。這就屬于透明式了。

安全式：

　　由上面透明式講的，樹(shù)葉構(gòu)件也會(huì)包含操作自己和子對(duì)象的接口和行為，但是沒(méi)有其子對(duì)象怎么辦呢？當(dāng)然是可以空著不寫(xiě)，但會(huì)空。但是萬(wàn)一實(shí)現(xiàn)調(diào)用了呢？對(duì)吧，還是有一定的安全隱患的。那么安全式也就是說(shuō)抽象構(gòu)件包含操作本身對(duì)象的接口和行為，那么樹(shù)葉構(gòu)件也就包含操作本身對(duì)象的接口和行為了。樹(shù)枝構(gòu)件則實(shí)現(xiàn)操作自身對(duì)象的接口和行為的同時(shí)，還需要實(shí)現(xiàn)操作其子類(lèi)的對(duì)象的接口和行為。

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就按開(kāi)始所講的文件目錄的案例，我們通過(guò)代碼一起看看，在代碼中如何實(shí)現(xiàn)組合模式的，這樣也可以更方便快捷的了解記憶：

?透明式：
namespace Composite_Pattern { /// <summary> /// 透明式組合模式 /// </summary> class
CompositePattern { }#region 抽象構(gòu)件角色——抽象文件目錄============ public abstract class
Files {/// <summary> /// 增加子對(duì)象 /// </summary> public abstract void Add(Files
files =null, string Name = null); /// <summary> /// 刪除子對(duì)象 /// </summary> public
abstract void Remove(Files files=null, string Name = null); /// <summary> ///
操作本身對(duì)象/// </summary> public abstract void Open(string Name); } #endregion
#region 樹(shù)葉構(gòu)件——文件類(lèi)型======================== /// <summary> /// TXT文本 ///
</summary> public sealed class BookTxt : Files { public override void Add(Files
files=null, string Name = null) { throw new NotImplementedException("不存在添加子類(lèi)操作"
); }public override void Remove(Files files=null, string Name = null) { throw
new NotImplementedException("不存在刪除子類(lèi)操作"); } public override void Open(string
Name) { Console.WriteLine($"打開(kāi)一個(gè)名為【{Name}】txt文本"); } } #endregion #region
樹(shù)枝構(gòu)件——文件夾類(lèi)型=================public class SubFiles : Files { public override void
Add(Files files=null, string Name = null) { if (files != null) {
Console.WriteLine($"添加一個(gè)名為【{Name}】的文件夾"); } else { Console.WriteLine($"
添加一個(gè)名為【{Name}】的txt文本"); } } public override void Remove(Files files=null, string
Name =null) { if (files != null ) { Console.WriteLine($"刪除一個(gè)名為【{Name}】的文件夾"); }
else { Console.WriteLine($"刪除一個(gè)名為【{Name}】的txt文本"); } } public override void
Open(string Name) { Console.WriteLine($"打開(kāi)當(dāng)前名為【{Name}】文件夾文件夾"); } } #endregion }
class Program { static void Main(string[] args) { //操作樹(shù)葉本身文件 Files bookTxt = new
BookTxt(); bookTxt.Open("文本文件一"); //新增文件夾 Files subFiles = new SubFiles();
subFiles.Open("文件一"); subFiles.Add(new SubFiles(), "文件二"); //刪除文件
subFiles.Remove(Name:"文本文件二"); Console.ReadLine(); } }
?

?安全式：
namespace Composite_Pattern1 { /// <summary> /// 安全式組合模式 /// </summary> class
CompositePattern { }#region 抽象構(gòu)件角色——抽象文件目錄============ public abstract class
Files {/// <summary> /// 操作本身對(duì)象 /// </summary> public abstract void Open(string
Name); }#endregion #region 樹(shù)葉構(gòu)件——文件類(lèi)型======================== /// <summary> ///
TXT文本/// </summary> public sealed class BookTxt : Files { public override void
Open(string Name) { Console.WriteLine($"打開(kāi)一個(gè)名為【{Name}】txt文本"); } } #endregion
#region 抽象樹(shù)枝構(gòu)件——安全模式，開(kāi)始定義子類(lèi)對(duì)象操作接口和行為================= public abstract class
SubFiles : Files {public abstract void Add(Files files = null, string Name =
null); public abstract void Remove(Files files = null, string Name = null);
public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打開(kāi)當(dāng)前名為【{Name}】文件夾"
); } }#endregion #region 具體樹(shù)枝構(gòu)件——具體實(shí)現(xiàn)類(lèi) public class AbSubFiles : SubFiles {
public override void Add(Files files = null, string Name = null) { if (files !=
null) { Console.WriteLine($"添加一個(gè)名為【{Name}】的文件夾"); } else { Console.WriteLine($"
添加一個(gè)名為【{Name}】的txt文本"); } } public override void Remove(Files files = null,
string Name = null) { if (files != null) { Console.WriteLine($"
刪除一個(gè)名為【{Name}】的文件夾"); } else { Console.WriteLine($"刪除一個(gè)名為【{Name}】的txt文本"); } }
public override void Open(string Name) { Console.WriteLine($"打開(kāi)當(dāng)前名為【{Name}】文件夾"
); } }#endregion }
?
class Program1 { static void Main(string[] args) { //操作樹(shù)葉本身文件 BookTxt bookTxt =
new BookTxt(); bookTxt.Open("文本文件一"); //新增文件夾 AbSubFiles subFiles = new
AbSubFiles(); subFiles.Open("文件一"); subFiles.Add(new AbSubFiles(), "文件二"); //
刪除文件 subFiles.Remove(Name: "文本文件二"); Console.ReadLine(); } }
?

使用場(chǎng)景及優(yōu)缺點(diǎn)

一、使用場(chǎng)景

1、部分——整體的環(huán)境。例如樹(shù)型菜單，文件管理

2、用戶希望對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)象與復(fù)雜對(duì)象擁有一致的操作時(shí)

二、優(yōu)點(diǎn)

1、組合模式使得處理簡(jiǎn)單對(duì)象和復(fù)雜對(duì)象有一致的操作，無(wú)需關(guān)心處理的簡(jiǎn)單對(duì)象還是復(fù)雜對(duì)象

2、更簡(jiǎn)單快捷的加入新的節(jié)點(diǎn)

三、缺點(diǎn)

1、使得設(shè)計(jì)復(fù)雜，難于理清層次

2、在使用透明式的時(shí)候違背了接口分離原則，但是在使用安全式的時(shí)候又違背了依賴倒置原則

總結(jié)


　　到這里組合模式就介紹完了。這里需要提及的是在使用透明式組合模式時(shí)，樹(shù)葉構(gòu)件繼承了操作子類(lèi)的接口和行為，但是它并沒(méi)有子類(lèi)。在接口分離原則中提到——客戶不應(yīng)被強(qiáng)迫依賴它不使用的方法。所以這里違背了其原則，但是都遵循了依賴倒置原則，依賴于抽象。在實(shí)現(xiàn)安全式組合模式時(shí)，在客戶端調(diào)用時(shí)依賴于具體實(shí)現(xiàn)，也就違背了依賴倒置原則，但是卻將樹(shù)葉操作與樹(shù)枝構(gòu)件操作分離，符合接口分離原則。在實(shí)現(xiàn)組合模式中不同形式實(shí)現(xiàn)有不同的問(wèn)題。這就需要根據(jù)我們實(shí)際情況去衡量該如何使用了。

只有經(jīng)歷過(guò)地獄般的折磨，才有征服天堂的力量。只有流過(guò)血的手指才能彈出世間的絕唱。

　　　　C#設(shè)計(jì)模式系列目錄 <https://www.cnblogs.com/hulizhong/p/11394686.html>

歡迎大家掃描下方二維碼，和我一起踏上設(shè)計(jì)模式的闖關(guān)之路吧!

　　

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