• GOF之组合模式


    对象容器的问题:

    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(Motivation)

    上述描述的问题根源在于: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(Intent)

    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(Structure)

    代码实现:

     1 public interface IBox
     2     {
     3         void Operation();
     4         void Add(IBox box);
     5         void Remove(IBox box);
     6     }
     7 
     8     public class SingleBox : IBox
     9     {
    10         private int _num;
    11 
    12         public int Num
    13         {
    14             get { return _num; }
    15             set { _num = value; }
    16         }
    17         public SingleBox(int num)
    18         {
    19             this.Num = num;
    20         }
    21         public void Operation()
    22         {
    23             Console.WriteLine("SingleBox"+this.Num);
    24         }
    25 
    26         public void Add(IBox box)
    27         {
    28             throw new NotImplementedException();
    29         }
    30 
    31         public void Remove(IBox box)
    32         {
    33             throw new NotImplementedException();
    34         }
    35     }
    36 
    37     public class ContainerBox : IBox
    38     {
    39         private int _num;
    40         ArrayList list=null;
    41         public int Num
    42         {
    43             get { return _num; }
    44             set { _num = value; }
    45         }
    46         public ContainerBox(int num)
    47         {
    48             this.list = new ArrayList();
    49             this.Num = num;
    50         }
    51         
    52         public void Operation()
    53         {
    54             Console.WriteLine("Composite"+this.Num);
    55             if (list != null)
    56             {
    57                 foreach (IBox item in list)
    58                 {
    59                     item.Operation();
    60                 }
    61             }
    62         }
    63 
    64         public void Add(IBox box)
    65         {
    66             if (list == null)
    67             {
    68                 list = new ArrayList();
    69             }
    70             list.Add(box);
    71         }
    72 
    73         public void Remove(IBox box)
    74         {
    75             if (list == null)
    76             {
    77                 throw new Exception();
    78             }
    79             list.Remove(box);
    80         }
    81     }

    Composite模式的几个要点:

    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溯;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。

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