组合模式 - 设计模式学习

　　组合模式(Composite)，将对象组合成属性结构以表示‘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。

　　下面给出组合模式的UML图：

　　来看组合模式的基本代码结构：

namespace ConsoleApplication1
{
    //Component为组合中的对象声明接口
    abstract class Component
    {
        protected string name;

        public Component(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        public abstract void Add(Component c);
        public abstract void Remove(Component c);
        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)
        { }

        public override void Add(Component c)       //由于叶子没有再增加分支和树叶，所以Add方法和Remove方法对它没有意义，
            //但这样做可以消除叶节点和枝节点对象在抽象层次的区别，他们具备完全一直的接口
        {
            Console.WriteLine("叶子节点不允许再添加树枝和树叶");
        }

        public override void Remove(Component c)
        {
            Console.WriteLine("叶子节点根本没有子节点，移除方法也没有意义");
        }

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

    //枝节点
    class Composite : Component
    {
        private List<Component> children = new List<Component>();

        public Composite(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Component c)
        {
            children.Add(c);
        }

        public override void Remove(Component c)
        {
            children.Remove(c);
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String(‘-‘, depth) + name);
            foreach (Component component in children)
            {
                component.Display(depth + 2);
            }
        }
    }

    class Program
    {
        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(1);

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　结果如下图所示：

　　至于在Component接口中的所有子类都具备了Add和Remove。这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别，他们具备完全一致的行为接口。但问题也很明显，因为Leaf类本身不具备Add()、Remove()方法的功能，所以事先它是没有意义的。不过，如果是不一致的话，那么客户端在调用的时候，就要先判断这个节点是不是叶子节点才能用Add和Remove方法了。

　　什么地方适合使用组合模式呢？

　　当你发现需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式了。

　　下面回到《大话设计模式》中的公司管理系统的例子：

namespace ConsoleApplication1
{
    //公司类，抽象类
    abstract class Company
    {
        protected string name;

        public Company(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        public abstract void Add(Company c);    //增加
        public abstract void Remove(Company c); //移除
        public abstract void Display(int depth);    //显示
        public abstract void LineOfDuty();   //履行职责
    }

    //具体公司类
    class ConcreteCompany : Company
    {
        private List<Company> children = new List<Company>();
        public ConcreteCompany(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Company c)
        {
            children.Add(c);
        }

        public override void Remove(Company c)
        {
            children.Remove(c);
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String(‘-‘,depth) + name);
            foreach (Company component in children)
            {
                component.Display(depth + 2);
            }
        }

        //履行职责
        public override void LineOfDuty()
        {
            foreach (Company component in children)
            {
                component.LineOfDuty();
            }
        }
    }

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

        public override void Add(Company c)
        {

        }

        public override void Remove(Company c)
        {

        }

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

        public override void LineOfDuty()
        {
            Console.WriteLine("{0}员工招聘培训管理", name);
        }
    }

    //财务部
    class FinanceDepartment : Company
    {
        public FinanceDepartment(string name)
            : base(name)
        { }

        public override void Add(Company c)
        {

        }

        public override void Remove(Company c)
        {

        }

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

        public override void LineOfDuty()
        {
            Console.WriteLine("{0}公司财务收支管理", name);
        }
    }

    class Program
    {
        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"));     //注意 此处是root.Add    说明这个节点是总公司下的
            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"));   //此处是comp.Add   说明这个节点是分公司下的
            comp.Add(new FinanceDepartment("华东分公司财务部"));
            root.Add(comp);     //分公司属于总公司直接管理

            ConcreteCompany comp1 = new ConcreteCompany("南京办事处");
            comp1.Add(new HRDepartment("南京办事处人力资源部"));
            comp1.Add(new FinanceDepartment("南京办事处财务部"));
            root.Add(comp1);     //分公司属于总公司直接管理

            ConcreteCompany comp2 = new ConcreteCompany("杭州办事处");
            comp2.Add(new HRDepartment("杭州办事处人力资源部"));
            comp2.Add(new FinanceDepartment("杭州办事处财务部"));
            root.Add(comp2);     //分公司属于总公司直接管理

            Console.WriteLine("\n结构图：");
            root.Display(1);

            Console.WriteLine("\n职责：");
            root.LineOfDuty();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　结果如下所示：

　　这样写的好处呢？组合模式这样就定义了包含人力资源部和财务部这些基本对象和分公司、办事处等组合对象的类层次结构。基本对象可以被组合成更复杂的对象，而这个组合对象又何以被组合，这样不断地递归下去，客户代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象了。同时客户端是不用关心到底是处理一个叶节点还是处理一个组合组件，也就用不着为定义组合而写一些选择判断语句了。简单说来，组合模式让客户可以一直地使用组合结构和单个对象。