面向对象编程思想-组合模式

一、引言

在软件开发中，我们经常会遇到处理简单对象和复合对象的情况，例如操作系统中文件目录的处理，目录可以包含单独的文件，也可以包括文件夹，而文件夹里又包含着文件，如此递归下去或者说是分级数据结构。由于简单对象和复合对象在功能上的区别，导致在操作过程中必须区分简单对象和复合对象，这样导致客户端调用时带来不必要的麻烦，作为客户，希望能够始终如一的对待简单对象和复杂对象。组合模式就是解决这个问题的

二、组合模式

定义：将对象组合成树形结构以表示“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。

来看看组合模式的基本代码结构

　　abstract class Component
    {
        protected string name;
        public Component(string name)
        {
            this.name = name;
        }
        public abstract void Add(Component component);
        public abstract void Remove(Component component);
        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) { }
        //由于叶子没有在增加分枝和树叶，所以ADD与Remove方法实现它没有意义；
        //但可以消除叶节点和枝节点在抽象层次的区别，它们具备完全一致的接口
        public override void Add(Component component)
        {
            Console.WriteLine("叶节点不允许添加树枝树叶节点");
        }

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

        public override void Remove(Component component)
        {
            Console.WriteLine("由于叶节点没有子节点，这里移除没有任何意义");
        }
    }

　　class Composite : Component
    {
        private List<Component> Children = new List<Component>();
        public Composite(string name) : base(name) { }
        public override void Add(Component component)
        {
            Children.Add(component);
        }
        //显示枝节点名称并对其下级进行遍历
        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-',depth)+name);
            foreach (Component component in Children)
            {
                component.Display(depth + 2);
            }
        }

        public override void Remove(Component component)
        {
            Children.Remove(component);
        }
    }

　　　　 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(0);
 　　　　　　 Console.Read();
        }

结果如下图所示：

透明方式：在Component中声明所有管理子对象的方法，这样实现Component的子类都有Add和Remove方法，这样做的好处是叶节点和枝节点对于外界没有区别，它们具备完全一致的接口，但问题也很明显，Leaf本身没有Add和Remove方法，实现它是没有意义的

安全方式：在Component中不去声明Add和Remove方法，那么子类Leaf就不需要实现它，而是在Composite中声明所有管理子类的方法，不过由于不够透明，树叶类和树枝类不具有相同的接口，客户端调用需要相应的判断，带来了不便

下面是大话设计模式中公司管理系统的例子：

　　public abstract class Company
    {
        protected string Name;
        public Company(string name)
        {
            this.Name = name;
        }
        public abstract void Add(Company company);
        public abstract void Remove(Company company);
        public abstract void Display(int depth);
        public abstract void LineOfDuty();
    }

　　 //具体公司类 树枝节点
    class ConcreteCompany : Company
    {
        //一个子对象集合 用来存储其下属的枝节点 叶节点
        private List<Company> Children = new List<Company>();
        public ConcreteCompany(string name) : base(name) { }
        public override void Add(Company company)
        {
            Children.Add(company);
        }

        public override void Display(int depth)
        {
            Console.WriteLine(new String('-',depth)+Name);
            foreach (Company com in Children)
            {
                com.Display(depth+2);
            }
        }

        public override void LineOfDuty()
        {
            foreach (Company com in Children)
            {
                com.LineOfDuty();
            }
        }

        public override void Remove(Company company)
        {
            Children.Remove(company);
        }
    }

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

        public override void Add(Company company)
        {
            
        }

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

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

        public override void Remove(Company company)
        {
            
        }
    }

　　//财务部类  树叶节点
    class FinanceDepartment : Company
    {
        public FinanceDepartment(string name) : base(name) { }
        public override void Add(Company company)
        {
           
        }

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

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

        public override void Remove(Company company)
        {
           
        }
    }

 　　　　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"));
            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"));
            comp.Add(new FinanceDepartment("华东分公司财务部"));
            root.Add(comp);
            ConcreteCompany comp1 = new ConcreteCompany("南京分公司");
            comp1.Add(new HRDepartment("南京人力资源部"));
            comp1.Add(new FinanceDepartment("南京财务部"));
            comp.Add(comp1);
            ConcreteCompany comp2 = new ConcreteCompany("杭州分公司");
            comp2.Add(new HRDepartment("杭州人力资源部"));
            comp2.Add(new FinanceDepartment("杭州财务部"));
            comp.Add(comp2);
            Console.WriteLine("
结构图");
            root.Display(0);
            Console.WriteLine("
职责图");
            root.LineOfDuty();
            Console.Read();
        }

运行结果如下图：

使用场景：

1.想表示对象部分-整体层次结构；

2.希望用户忽略单个对象和组合对象的不同，统一的使用组合结构中的所有对象。

优点：

1.高层模块不需要关心处理的是单个对象还是复合对象；客户程序可以像处理单个对象一样处理复合对象，将客户程序与复合对象容器结构解耦

2.更容易往组合对象中添加新的构件，只需要找父节点即可

缺点：设计更加复杂，使得客户需要更多时间理清类之间的层次关系

关于组合模式的学习就到此结束了，希望能够帮到你，若有不足，欢迎斧正，感谢您的阅读。