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。