C#設計模式-組合模式（Composite Pattern）
概念
組合是一種結構型設計模式， 你可以使用它將對象組合成樹狀結構， 並且能像使用獨立對象一樣使用它們。
組合模式(Composite Pattern)是將對象組合成樹形結構以表示『部分-整體』的層次結構。組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。
對於絕大多數需要生成樹狀結構的問題來說， 組合模式都是非常好的一種解決方案。 主要的功能是在整個樹狀結構上遞歸調用方法並對結果進行匯總。
結構圖
組合模式中的角色：
- 抽象構件角色（Component）：這是一個抽象角色，它給參加組合的對象定義出了公共的接口及默認行為，可以用來管理所有的子對象（在透明式的組合模式是這樣的）。在安全式的組合模式里，構件角色並不定義出管理子對象的方法，這一定義由樹枝結構對象給出。
- 樹葉構件角色（Leaf）：樹葉對象是沒有下級子對象的對象，定義出參加組合的原始對象的行為。（原始對象的行為可以理解為沒有容器對象管理子對象的方法，或者原始對象行為+管理子對象的行為（Add，Remove等）=面對客戶代碼的接口行為集合）
- 樹枝構件角色（Composite）：代表參加組合的有下級子對象的對象，樹枝對象給出所有管理子對象的方法實現，如Add、Remove等。組合模式實現的最關鍵的地方是–簡單對象和複合對象必須實現相同的接口。這就是組合模式能夠將組合對象和簡單對象進行一致處理的原因。
實現
組合模式實現的最關鍵的地方是——簡單對象和複合對象必須實現相同的接口。這就是組合模式能夠將組合對象和簡單對象進行一致處理的原因。
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace Composite { class Program { static void Main(string[] args) { // 創建根節點 Composite root = new Composite("root"); root.add(new Leaf("Leaf A")); root.add(new Leaf("Leaf B")); // 創建第二層節點 Composite branch = new Composite("branch"); branch.add(new Leaf("branch BX")); branch.add(new Leaf("branch BY")); root.add(branch); // 創建第三層節點 Composite branch2 = new Composite("branch2"); branch2.add(new Leaf("branch2 BBX")); branch2.add(new Leaf("branch2 BBY")); root.add(branch2); // 葉子節點操作 Composite branch3 = new Composite("branch3"); Leaf leaf = new Leaf("Leaf L"); Leaf leaf1 = new Leaf("Leaf L1"); leaf.add(leaf1); leaf.delete(leaf1); branch3.add(leaf); branch3.add(leaf1); branch3.delete(leaf); root.add(branch3); // 顯示 root.show(1); Console.Read(); } } /// <summary> /// 抽象構件 /// </summary> public abstract class Component { public string Name { get; set; } public Component(string name) { this.Name = name; } // 添加一個葉子構件或樹枝構件 public abstract void add(Component component); // 刪除一個葉子構件或樹枝構件 public abstract void delete(Component component); // 獲取分支下的所有葉子構件和樹枝構件 public abstract void show(int depth); } /// <summary> /// 葉子構件 /// </summary> public class Leaf : Component { public Leaf(string name):base(name) { } // 如果是葉子節點，則不允許進行添加節點，因為葉子節點下再沒有節點了 public override void add(Component component) { Console.WriteLine("葉子節點不能添加其他內容"); } // 如果是葉子節點，則不允許進行刪除節點，因為葉子節點下再沒有節點了 public override void delete(Component component) { Console.WriteLine("葉子節點不能刪除內容"); } public override void show(int depth) { // 輸出葉子節點 for (int i = 0; i < depth; i++) { Console.Write("-"); } Console.WriteLine(this.Name); } } /// <summary> /// 樹構件 /// </summary> public class Composite : Component { protected List<Component> _children = new List<Component>(); public Composite(string name) : base(name) { } public override void add(Component component) { _children.Add(component); } public override void delete(Component component) { _children.Remove(component); } public override void show(int depth) { // 輸出樹形結構層次 for (int i=0; i<depth; i++) { Console.Write("-"); } Console.WriteLine(this.Name); // 向下遍歷 foreach (Component compontent in _children) { compontent.show(depth + 1); } } } }
運行後結果：
葉子節點不能添加其他內容 葉子節點不能刪除內容 -root --Leaf A --Leaf B --branch ---branch BX ---branch BY --branch2 ---branch2 BBX ---branch2 BBY --branch3 ---Leaf L1
使用場景
- 需要表示一個對象整體或部分的層次結構。
- 希望用戶忽略組合對象與單個對象的不同，用戶將統一地使用組合結構中的所有對象。
優缺點
優點：
- 組合模式使得客戶端代碼可以一致地處理對象和對象容器，無需關係處理的單個對象，還是組合的對象容器。
- 將」客戶代碼與複雜的對象容器結構「解耦。
- 可以更容易地往組合對象中加入新的構件。
缺點：
- 使得設計更加複雜。客戶端需要花更多時間理清類之間的層次關係。（這個是幾乎所有設計模式所面臨的問題）。
