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設計模式學習筆記(九)——Composite組合模式

      Composite組合模式主要是應對這樣的問題:一類具有“容器特征”的對象——即他們在充當對象的同時,又是其他對象的容器的情況。在編寫時我們常常會造成:客戶代碼過多地依賴于對象容器復雜的內部實現(xiàn),對象容器內部實現(xiàn)結構(而非抽象接口)的變化將引起客戶代碼的頻繁變化,帶來了代碼的維護性、擴展性的弊端。

       GoF《設計模式》中說到:將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。Composite模式使得客戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

       Composite組合模式結構如下:

 


       說道這,我覺得有一個編程中常見的場景,就是對于樹的實現(xiàn),很符合這個模式。下面我就用這個例子作一下。

       首先,我們先分析對于一棵樹所包含的部分,樹干、樹枝、樹葉,其中樹干可以看成一個樹枝(就是粗了點)。那么我們就應該有兩種類實現(xiàn)Leaf(樹葉)和Limb(樹枝)。對于葉子節(jié)點和枝節(jié)點的不同在于枝節(jié)點有子樹,而葉子節(jié)點沒有子樹。為了使單個對象和組合對象的使用具有一致性,我可以將葉子節(jié)點想象成沒有子樹的枝節(jié)點。這樣我就可以得到一個抽象類,代碼如下:

       public abstract class AbstractClass

    {

        public string name;

        public ArrayList list;

        public abstract void Add(AbstractClass item);       //增加一個子節(jié)點

        public abstract void Remove(AbstractClass item);    //去掉一個子節(jié)點

        public abstract string Print();                     //打印當前節(jié)點

    }

       然后,我在對葉子節(jié)點和枝節(jié)點作不同的實現(xiàn):

       枝節(jié)點:

       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;

        }

 

    }

    葉子節(jié)點:

    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;

        }

    }

    對于葉子節(jié)點來說,不需要子節(jié)點,當然也就不需要添加和刪除子節(jié)點的方法。

    好,接下來,我們可以在客戶程序中組建一棵樹,來測試一下:

        static void 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();

        }

    輸出結果如下:

1

(Parent is 1)2,(Parent is 1)3

(Parent is 3)4,(Parent is 3)5,

在組織這個樹時,的確能感覺到GoF《設計模式》中的那句話:單個對象和組合對象的使用具有一致性。當然也的確感覺到一點矛盾:對于葉子節(jié)點來說,不需要ArrayList和Add()Remove()應該不繼承才對,當然如果在代碼執(zhí)行性能可以達到要求的情況下,簡化一下編碼實現(xiàn)復雜度也是挺好的一件事。

最后在來說說Composite組合模式的幾個要點:

       1、Composite模式采用樹形結構來實現(xiàn)普遍存在的對象容器,從而將“一對多”的關系轉化為“一對一”的關系,使得客戶代碼可以一致的處理對象和對象容器,無需關心處理的是單個對象,還是組合的對象容器。

2、將“客戶代碼與復雜的對象容器結構”解耦是Composite模式的核心思想,解耦之后,客戶代碼將與純粹的對象接口——而非對象容器的復雜內部實現(xiàn)結構——發(fā)生依賴關系,從而更能“應對變化”。

3、Composite模式中,是將“Add和Remove的和對象容器相關的方法”定義在“表示抽象對象的Component類”中,還是將其定義在“表示對象容器的Composite類”中,是一個關乎“透明性”和“安全性”的兩難問題,需要仔細權衡結構,這又是必須付出的代價。

4、Composite模式在具體實現(xiàn)中,可以讓父對象中的字對象反向追溯:如果父對象有頻繁的遍歷需求,可使用緩存技巧來改善效率

posted on 2010-04-13 17:38 大龍 閱讀(207) 評論(0)  編輯 收藏 引用

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