设计模式08: Composite 组合模式(结构型模式)

时间:2022-07-22 14:16:32

Composite 组合模式(结构型模式)

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——即他们在充当对象的同时,又是其他对象的容器。

public interface IBox
{
void Process();
} public class SingleBox:IBox
{
public void Process(){...}
} public class ContainerBox:IBox
{
public void Process(){...}
public ArrayList getBoxes(){...}
}

如果我们要对这样的对象进行处理:

class App
{
public static void Main()
{
IBox box=Factory.GetBox();
if(box is ContainerBox)
{
box.Process();
ArrayList list=((ContainerBox)box).GetBoxes();
...//将面临比较复杂的递归处理
}
else if(box is SingleBox)
{
box.Process();
}
}
}

动机(Motivation)
上述问题的根源在于: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)
将对象组合成属性结构以表示“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。——《设计模式》GoF

可以将上面代码改为:

    public interface IBox
{
void Process();
} public class SingleBox : IBox
{
public void Process()
{
}
} public class ContainerBox : IBox
{
public void Process()
{ //1.Do process for myself
//2.Do process for the box in this list
if (Boxes != null)
{
foreach (IBox box in Boxes)
{
box.Process();
}
}
} public IList Boxes
{
get;
set;
}
}
    class App
{
public static void Main()
{
IBox box =new ContainerBox();
box.Process();
}
}

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“客户代码与复杂度对象容器结构”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——而非对象容器的复杂内部实现结构——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”IBox类中,还是将其定义在“表示对象容器的ContainerBox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。