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温故知新（5）——组合模式

2012-09-07 16:54 375 查看

概述

组合模式大概是每个人都用过的一种模式，或有心，或无意。因为如果要把一个一个的节点组合成“树”，组合模式的写法应该是比较自然的一种表达。但是个体与整体的访问一致性，可能需要特别注意一下。先看看GOF给出的模式意图。

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

也是就是说：

1、组合模式用来构建“部分-整体”的层次结构，也就是树；

2、客户端对象使用对象个体和对象的组合体时，方法相同。

组合模式的实现过程中有一些值得考虑的地方，下节将详述。

结构

下面是组合模式的类图：

整理一下模式参与者（为了表述清楚，将使用树形结构的术语）：

1、树节点的抽象，叶节点和非叶节点都要实现这个接口——IComposite；

2、叶节点，组合中最基础的单位——Leaf；

3、分支节点，可以包含其他分支节点或叶节点——Composite；

4、客户端代码——Client。

上图的IComposite的接口中，除定义了Operation这样一个公共的操作以外，还定义了Add、Remove的子对象的管理方法，这样当Leaf类实现这个接口时就必须实现这些对它来说没有意义的方法（因为叶子不包含子对象）。这虽然有些违反“类只能定义对它子类有意义的操作”这条设计原则，但是换来的是Client对Leaf和Composite使用的一致性。我们可以将上面的做法称为接口最大化，相反也可以采用接口最小化的做法，即IComposite只包含Operation方法，而将子对象的管理方法放入Composite中实现，这样Leaf将变得清晰，但是Client在使用Leaf和Composite就要区别对待。由于GOF的意图中强调了这种使用的一致性，因此本文将采用接口最大化的方法。但在实际使用中应该具体分析，在两种方法中做出取舍。

示例

金融研究机构经常针对当前的经济形势撰写研究报告，为了更好的管理这些报告，需要对这些报告进行分类。分类不仅限于一级，即分类下可以包含子分类，子分类下可以再包含子分类，由此构成了一个分类树，研究报告包含在叶子节点的分类中。需求要求选择任意一个分类节点（跟、分支、叶子），列出这个分类下所有的报告。下面的实现在把叶子节点称为分类Category，分支节点成为分类组。

1、定义分类的接口ICategory。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

namespaceDesignPatterns.Composite

///<summary>

///报告分类接口

///</summary>

publicinterfaceICategory

//分类名称

stringName{get;set;}

//获取分类下的报告

List<Report>GetReports();

//添加子分类

voidAddSubCategory(ICategorycategory);

//移除子分类

voidRemoveSubCategory(ICategorycategory);

//获取子分类

ICategoryGetSubCategory(intindex);

//子分类个数

intCount{get;}

.codearea{color:black;background-color:white;line-height:18px;border:1pxsolid#4f81bd;margin:0;width:auto!important;width:100%;overflow:auto;text-align:left;font-size:12px;font-family:"CourierNew","Consolas","Fixedsys","BitStreamVeraSansMono",courier,monospace,serif}
.codeareapre{color:black;line-height:18px;padding:00012px!important;margin:0em;background-color:#fff!important}
.linewrappre{white-space:pre-wrap;white-space:-moz-pre-wrap;white-space:-pre-wrap;white-space:-o-pre-wrap;word-wrap:break-word;word-break:normal}
.codeareapre.alt{background-color:#f7f7ff!important}
.codearea.lnum{color:#4f81bd;line-height:18px}

2、实现分类Category。可以看到Category空实现了子分类的管理方法。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

namespaceDesignPatterns.Composite

///<summary>

///具体分类

///</summary>

publicclassCategory:ICategory

publicCategory(stringname)

this.Name=name;

publicstringName{get;set;}

publicList<Report>GetReports()

returnnewList<Report>(){newReport(),newReport(),newReport()};

publicvoidAddSubCategory(ICategorycategory)

thrownewNotSupportedException("具体分类不支持此操作。");

publicvoidRemoveSubCategory(ICategorycategory)

thrownewNotSupportedException("具体分类不支持此操作。");

publicICategoryGetSubCategory(intindex)

thrownewNotSupportedException("具体分类不支持此操作。");

publicintCount

get{thrownewNotSupportedException("具体分类不支持此操作。");}

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

namespaceDesignPatterns.Composite

///<summary>

///分类组

///</summary>

publicclassCategoryGroup:ICategory

publicCategoryGroup(stringname)

this.Name=name;

this.subCategories=newList<ICategory>();

publicstringName{get;set;}

publicList<Report>GetReports()

List<Report>reports=newList<Report>();

foreach(varcinthis.subCategories)

reports.AddRange(c.GetReports());

returnreports;

privateList<ICategory>subCategories;

publicvoidAddSubCategory(ICategorycategory)

this.subCategories.Add(category);

publicvoidRemoveSubCategory(ICategorycategory)

this.subCategories.Remove(category);

publicICategoryGetSubCategory(intindex)

returnthis.subCategories[index];

publicintCount

get

returnthis.subCategories.Count;

usingSystem;

namespaceDesignPatterns.Composite

///<summary>

///报告实体类

///</summary>

publicclassReport

publicReport()

//每次生成GUID对象的hash码做种子，生成随机数

Randomr=newRandom(Guid.NewGuid().GetHashCode());

this.Id=r.Next(1,999999);

//报告ID

publicintId{get;set;}

usingSystem;

namespaceDesignPatterns.Composite

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

//组合过程

ICategoryroot=newCategoryGroup("全部报告");

ICategorymacro=newCategory("宏观研究");

ICategoryindustry=newCategoryGroup("行业研究");

ICategoryagriculture=newCategory("农业");

ICategoryfinance=newCategory("金融业");

industry.AddSubCategory(agriculture);

industry.AddSubCategory(finance);

root.AddSubCategory(macro);

root.AddSubCategory(industry);

//根节点、分支节点、叶节点的使用完成一致。

DisplayReports(root);

DisplayReports(industry);

DisplayReports(agriculture);

Console.WriteLine("按任意键结束...");

Console.ReadKey();

//输出

privatestaticvoidDisplayReports(ICategorycategory)

Console.WriteLine(category.Name+":");

foreach(varrincategory.GetReports())

Console.WriteLine(r.Id);

Console.WriteLine("===============================");

.codearea{color:black;background-color:white;line-height:18px;border:1pxsolid#4f81bd;margin:0;width:auto!important;width:100%;overflow:auto;text-align:left;font-size:12px;font-family:"CourierNew","Consolas","Fixedsys","BitStreamVeraSansMono",courier,monospace,serif}
.codeareapre{color:black;line-height:18px;padding:00012px!important;margin:0em;background-color:#fff!important}
.linewrappre{white-space:pre-wrap;white-space:-moz-pre-wrap;white-space:-pre-wrap;white-space:-o-pre-wrap;word-wrap:break-word;word-break:normal}
.codeareapre.alt{background-color:#f7f7ff!important}
.codearea.lnum{color:#4f81bd;line-height:18px}

6、运行，查询结果。

博文（/article/2813759.html），中有一个取自开源测试框架JUnit中的例子，可以参考。

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