设计模式学习笔记(九)——Composite组合模式
GoF《设计模式》中说到:将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite模式使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
Composite组合模式结构如下:
<?XML:NAMESPACE PREFIX = V /><?XML:NAMESPACE PREFIX = O />
说道这,我觉得有一个编程中常见的场景,就是对于树的实现,很符合这个模式。下面我就用这个例子作一下。
首先,我们先分析对于一棵树所包含的部分,树干、树枝、树叶,其中树干可以看成一个树枝(就是粗了点)。那么我们就应该有两种类实现Leaf(树叶)和Limb(树枝)。对于叶子节点和枝节点的不同在于枝节点有子树,而叶子节点没有子树。为了使单个对象和组合对象的使用具有一致性,我可以将叶子节点想象成没有子树的枝节点。这样我就可以得到一个抽象类,代码如下:
public abstract class AbstractClass
{
public string name;
public ArrayList list;
public abstract void Add(AbstractClass item); //增加一个子节点
public abstract void Remove(AbstractClass item); //去掉一个子节点
public abstract string Print(); //打印当前节点
}
然后,我在对叶子节点和枝节点作不同的实现:
枝节点:
public class Limb:AbstractClass
{
public Limb()
{
list = new ArrayList();
}
public override void Add(AbstractClass item)
{
list.Add(item);
}
public override void Remove(AbstractClass item)
{
if(list.Contains(item))
list.Remove(item);
}
public override string Print()
{
Console.Write(name + "\n");
if(list.Count != 0)
{
for(int i = 0;i<list.Count;i++)
{
Console.Write("(Parent is " + name + ")");
((AbstractClass)list[i]).Print();
}
}
return name;
}
}
叶子节点:
public class Leaf:AbstractClass
{
public Leaf()
{
list = null;
}
public override void Add(AbstractClass item)
{
}
public override void Remove(AbstractClass item)
{
}
public override string Print()
{
Console.Write(name + ",");
return this.name;
}
}
对于叶子节点来说,不需要子节点,当然也就不需要添加和删除子节点的方法。
好,接下来,我们可以在客户程序中组建一棵树,来测试一下:
static void <?XML:NAMESPACE PREFIX = ST1 />Main(string[] args)
{
AbstractClass Tree = new Limb();
GetTree(Tree);
PrintTree(Tree);
Console.Read();
}
public static void GetTree(AbstractClass Tree)
{
Tree.name = "1";
AbstractClass leaf2 = new Leaf();
leaf2.name = "2";
Tree.Add(leaf2);
AbstractClass limb3 = new Limb();
limb3.name = "3";
Tree.Add(limb3);
AbstractClass leaf4 = new Leaf();
leaf4.name = "4";
limb3.Add(leaf4);
AbstractClass leaf5 = new Leaf();
leaf5.name = "5";
limb3.Add(leaf5);
}
public static void PrintTree(AbstractClass Tree)
{
Tree.Print();
}
输出结果如下:
1
(Parent is 1)2,(Parent is 1)3
(Parent is 3)4,(Parent is 3)5,
在组织这个树时,的确能感觉到GoF《设计模式》中的那句话:单个对象和组合对象的使用具有一致性。当然也的确感觉到一点矛盾:对于叶子节点来说,不需要ArrayList和Add()Remove()应该不继承才对,当然如果在代码执行性能可以达到要求的情况下,简化一下编码实现复杂度也是挺好的一件事。
最后在来说说Composite组合模式的几个要点:
1、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的处理对象和对象容器,无需关心处理的是单个对象,还是组合的对象容器。
2、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对象接口——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”。
3、Composite模式中,是将“Add和Remove的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,需要仔细权衡结构,这又是必须付出的代价。
4、Composite模式在具体实现中,可以让父对象中的字对象反向追溯: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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