组合模式(Composite Pattern)-白红宇

组合模式(Composite Pattern)

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发布时间：2019-06-22

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组合模式概述

定义：组合多个对象形成树形结构以表示具有部分-整体关系的层次结构。组合模式让客户端可以统一对待单个对象和组合对象。又被成为“部分-整体”(Part-Whole)模式，属于对象结构性模式

定义什么的，最枯燥了。简单的来说，就如我们鼠标右击新建文件夹一样，在一个磁盘里，我们可以新建一个文件夹A，也可以新建某个类型的文件a，A和a都在同一目录下，当然，我们也可以点击进入文件夹A，在A中新建新的文件夹B，也可以在A中新建文件b。只要是文件夹，就可以在里面继续新建文件夹和文件，而文件则只能用来放数据，不能在新建了。

当然，也可以通过win+r调出运行，输入cmd(commmand),进入你想查看文件的磁盘，输入tree命令，就可以结构性的查看所有文件。在上述图中可以看出文件结构就如同一棵树，有文件夹，有文件，我们把文件成为叶子(Laef)，因为文件不能再展开了，就如树形结构中叶子是最底层了；把文件夹称为容器(Container)，因为文件夹里既可以文件夹，又可以放文件。当想要查看一个磁盘的所有文件时，可以使用DFS(深度优先搜索)即递归的对每个文件夹进行同样的搜索，一条路走到底，当访问到叶子结点时，再退回去访问别的结点。

组合模式结构和实现

Component(抽象构件):它可以是接口或抽象类，为叶子构件和容器构件对象声明接口。定义了访问管理它的子构件的方法，就是对一个子构件该有的操作都应该在这声明，如创建子构件，删除子构件，打开子构件，重命名子构件，复制子构件.......

Leaf(叶子构件):代表一个文件，实现在Component中的行为，即对文件的操作，可以是读文件，写文件，删除文件，复制文件......

Composite(容器构件):代表一个文件夹，它提供一个集合放子节点，可以是文件夹，也可以是文件，所以它有一个聚合箭头指向Component，代表可以递归的创建构件

1 abstract class Component 2 { 3     public abstract void Add(Component c); 4     public abstract void Remove(Component c); 5     public abstract Component GetChild(int i); 6     public abstract void Operation(); 7 } 8 class Leaf : Component 9 {10     public override void Add(Component c)11     {12         //throw new NotImplementedException();//这里是报错，叶子文件没有此方法的13     }14     15     public override void Remove(Component c)16     {17         //throw new NotImplementedException();//同上18     }19     20     public override Component GetChild(int i )21     {22         //throw new NotImplementedException();//同上23         return null;24     }25     26     public override void Operation()27     {28         //对文件的可执行方法29     }    30 }31 class Composite : Component32 {33     private IList
     
       list = new List
      
       ();//这里通链表容器存放文件夹34     public override void Add(Component c)35     {36         list.Add(c);37     }38     39     public override void Remoce(Component c)40     {41         list.Remove(c);42     }43     44     public override Component GetChild(int i )45     {46         return (Component)list(c);47     }48     49     public override void Operation()50     {51         //递归实现容器中的对文件的方法52         foreach(Component child in list)53         {54             (Component)child.Operation();55         }56     }    57 }

组合模式的应用

教育机构的OA系统要给各办公室下发公文(IssuedBytheOfficeDoucument)，采用组合模式模拟实现

分析：从图中可以看出，北京总部，湖南分校，长沙叫教学点，湘潭教学点这几个有子构件，所以它们为文件容器，而教务办公室，行政办公室即为叶子，当然，每个叶子是不同的，要区别开。因此我们定义一个抽象机构类(AbstractInstitutions)，其中声明Add，Remove，GetChild和IssuedBytheOfficeDoucument方法。

1  abstract class AbstractInstitutions//Component2     {3         public abstract void Add(AbstractInstitutions institutions);4         public abstract void Remove(AbstractInstitutions institutions);5         public abstract AbstractInstitutions GetChild(int i);6         public abstract void IssuedBytheOfficeDoucument();7     }

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教务办公室，有自己的名字，即哪一个教务办公室，它只能收到下发的公文

1  class AcademicAffairsOffice : AbstractInstitutions//Leaf 教务办公室 2     { 3         private string name; 4         public AcademicAffairsOffice(string name) 5         { 6             this.name = name; 7         } 8         public override void Add(AbstractInstitutions institutions) 9         {10             Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");11         }12 13         public override void Remove(AbstractInstitutions institutions)14         {15             Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");16         }17 18         public override AbstractInstitutions GetChild(int i)19         {20             Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");21             return null;22         }23 24         public override void IssuedBytheOfficeDoucument()25         {26             Console.WriteLine("issued by the office doucument to the {0}",name);27         }28     }

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行政办公室和教务办公室类似的实现

1 class AdministrationOffice : AbstractInstitutions//Leaf  行政办公室 2     { 3          private string name; 4         public AdministrationOffice(string name) 5         { 6             this.name = name; 7         } 8  9         public override void Add(AbstractInstitutions institutions)10         {11             Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");12         }13 14         public override void Remove(AbstractInstitutions institutions)15         {16             Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");17         }18 19         public override AbstractInstitutions GetChild(int i)20         {21             Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");22             return null;23         }24 25         public override void IssuedBytheOfficeDoucument()26         {27             Console.WriteLine("issued by the office doucument to the {0}", name);28         }29     }

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容器类中实现抽象构件中的方法，并且要向下属机构下发公文

1 class TeachArea : AbstractInstitutions//Composite //教学点 2     { 3         private string name; 4         private IList
      
        AreaList = new List
       
        (); 5         6         public TeachArea(String name) 7         { 8             this.name = name; 9         }10 11         public override void Add(AbstractInstitutions institutions)12         {13             AreaList.Add(institutions);14         }15 16         public override void Remove(AbstractInstitutions institutions)17         {18             AreaList.Remove(institutions);19         }20 21         public override AbstractInstitutions GetChild(int i)22         {23             return (AbstractInstitutions)AreaList[i];24         }25 26         public override void IssuedBytheOfficeDoucument()27         {28             Console.WriteLine("Issue official documents to the {0}", name);29             foreach (Object obj in AreaList)30             {31                 ((AbstractInstitutions)obj).IssuedBytheOfficeDoucument();32             }33         }34     }

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Program中，要将所有的机构创建出来，并一一Add到对应的容器中，最后有由北京总部向下发送公文

1 class Program 2     { 3         static void Main(string[] args) 4         { 5             AbstractInstitutions BeijingHeadquarters; 6             BeijingHeadquarters = new TeachArea("BeijingHeadquarters"); 7  8             AbstractInstitutions BeijingAcademicAffairsOffice; 9             BeijingAcademicAffairsOffice = new AcademicAffairsOffice("BeijingAcademicAffairsOffice");10             AdministrationOffice BeijingAdministrationOffice;11             BeijingAdministrationOffice = new AdministrationOffice("BeijingAdministrationOffice");12 13             AbstractInstitutions HunanPartition;14             HunanPartition = new TeachArea("HunanPartition");15 16             AbstractInstitutions HunanChangshaArea;17             HunanChangshaArea = new TeachArea("HunanChangshaArea");18 19             AbstractInstitutions HunanXiangtanArea;20             HunanXiangtanArea = new TeachArea("HunanXiangtanArea");21 22             AbstractInstitutions HunanAcademicAffairOffice;23             HunanAcademicAffairOffice = new AcademicAffairsOffice("HunanAcademicAffairOffice");24             AbstractInstitutions HunanAdministrationOffice;25             HunanAdministrationOffice = new AdministrationOffice("HunanAdministrationOffice");26 27             Console.WriteLine();28             AbstractInstitutions ChangshaAcademicAffairOffice;29             ChangshaAcademicAffairOffice = new AcademicAffairsOffice("ChangshaAcademicAffairOffice");30 31             AbstractInstitutions ChangshaAdministrationOffice;32             ChangshaAdministrationOffice = new AdministrationOffice("ChangshaAdministrationOffice");33             AbstractInstitutions XiangtanAcademicAffairOffice;34             XiangtanAcademicAffairOffice = new AcademicAffairsOffice("XiangtanAcademicAffairOffice");35 36             AbstractInstitutions XiangtanAdministrationOffice;37             XiangtanAdministrationOffice = new AdministrationOffice("XiangtanAdministrationOffice");38 39             HunanChangshaArea.Add(ChangshaAcademicAffairOffice);40             HunanChangshaArea.Add(ChangshaAdministrationOffice);41 42             HunanXiangtanArea.Add(XiangtanAcademicAffairOffice);43             HunanXiangtanArea.Add(XiangtanAdministrationOffice);44 45             HunanPartition.Add(HunanChangshaArea);46             HunanPartition.Add(HunanXiangtanArea);47             HunanPartition.Add(HunanAcademicAffairOffice);48             HunanPartition.Add(HunanAdministrationOffice);49 50             BeijingHeadquarters.Add(BeijingAcademicAffairsOffice);51             BeijingHeadquarters.Add(BeijingAdministrationOffice);52             BeijingHeadquarters.Add(HunanPartition);53             BeijingHeadquarters.IssuedBytheOfficeDoucument();54         }55     }

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运行结果：

透明组合模式和安全组合模式

透明组合模式

在Component中声明所有的方法，这样满足了一致性的原则，即对叶子和容器对象都是一样的处理，不需用再去判断，这个对象是叶子还是容器啊，如果是容器，可以实现哪些方法，如果是叶子，又只能实现哪些方法。这些判断都不需要。但是，由于叶子也继承了Component的方法，因此不安全，叶子对象不能调用Add，Remove，GetChild的方法，如果运行时调用，会出错，因此要提供错误处理代码(如上述例子中的( Console.WriteLine("Can't realize this method!!!");