合成模式(Composite Pattern)
生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
合成模式(Composite Pattern)
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
http://www.cnblogs.com/singlepine/archive/2005/10/30/265001.html
一、?合成（Composite）模式
合成模式有時又叫做部分－整體模式（Part-Whole）。合成模式將對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。合成模式可以使客戶端將單純元素與復合元素同等看待。
從和尚的故事談起
這是小時候我奶奶講的故事：從前有個山，山里有個廟，廟里有個老和尚在給小和尚講故事，講的什么故事呢？從前有個山，山里有個廟……。奶奶的故事要循環多少次，根據你多長時間睡著而定。在故事中有山、有廟、有和尚、有故事。因此，故事的角色有兩種：一種里面沒有其它角色；另一種內部有其它角色。
對象的樹結構
一個樹結構由兩種節點組成：樹枝節點和樹葉節點。樹枝節點可以有子節點，而一個樹葉節點不可以有子節點。除了根節點外，其它節點有且只有一個父節點。
注意：一個樹枝節點可以不帶任何葉子，但是它因為有帶葉子的能力，因此仍然是樹枝節點，而不會成為葉節點。一個樹葉節點永遠不可能帶有子節點。
二、?合成模式概述
下圖所示的類圖省略了各個角色的細節。（注意composite左邊的標志，其意思是composite類有一個成員變量是component的集合，注意就可以添加leaf和composite了）
?
可以看出，上面的類圖結構涉及到三個角色：
- 抽象構件（Component）角色：這是一個抽象角色，它給參與組合的對象規定一個接口。這個角色給出共有接口及其默認行為。
- 樹葉構件（Leaf）角色：代表參加組合的樹葉對象。一個樹葉對象沒有下級子對象。
- 樹枝構件（Composite）角色：代表參加組合的有子對象的對象，并給出樹枝構件對象的行為。
可以看出，Composite類型的對象可以包含其它Component類型的對象。換而言之，Composite類型對象可以含有其它的樹枝（Composite）類型或樹葉（Leaf）類型的對象。
合成模式的實現根據所實現接口的區別分為兩種形式，分別稱為安全模式和透明模式。合成模式可以不提供父對象的管理方法，但合成模式必須在合適的地方提供子對象的管理方法（諸如：add、remove、getChild等）。
透明方式
作為第一種選擇，在Component里面聲明所有的用來管理子類對象的方法，包括add（）、remove（），以及getChild（）方法。這樣做的好處是所有的構件類都有相同的接口。在客戶端看來，樹葉類對象與合成類對象的區別起碼在接口層次上消失了，客戶端可以同等同的對待所有的對象。這就是透明形式的合成模式。
這個選擇的缺點是不夠安全，因為樹葉類對象和合成類對象在本質上是有區別的。樹葉類對象不可能有下一個層次的對象，因此add（）、remove（）以及getChild（）方法沒有意義，是在編譯時期不會出錯，而只會在運行時期才會出錯。
安全方式
第二種選擇是在Composite類里面聲明所有的用來管理子類對象的方法。這樣的做法是安全的做法，因為樹葉類型的對象根本就沒有管理子類對象的方法，因此，如果客戶端對樹葉類對象使用這些方法時，程序會在編譯時期出錯。
這個選擇的缺點是不夠透明，因為樹葉類和合成類將具有不同的接口。
這兩個形式各有優缺點，需要根據軟件的具體情況做出取舍決定。
三、?安全式的合成模式的結構
安全式的合成模式要求管理聚集的方法只出現在樹枝構件類中，而不出現在樹葉構件中。
?
這種形式涉及到三個角色：
- 抽象構件(Component)角色：這是一個抽象角色，它給參加組合的對象定義出公共的接口及其默認行為，可以用來管理所有的子對象。在安全式的合成模式里，構件角色并不是定義出管理子對象的方法，這一定義由樹枝構件對象給出。
- 樹葉構件（Leaf）角色：樹葉對象是沒有下級子對象的對象，定義出參加組合的原始對象的行為。
- 樹枝構件（Composite）角色：代表參加組合的有下級子對象的對象。樹枝對象給出所有的管理子對象的方法，如add（）、remove（）、getChild（）等。
四、?安全式的合成模式實現
以下示例性代碼演示了安全式的合成模式代碼：
?
//?Composite?pattern?--?Structural?example??using?System;
using?System.Text;
using?System.Collections;
//?"Component"
abstract?class?Component
{
??//?Fields
??protected?string?name;
??//?Constructors
??public?Component(?string?name?)
??{
????this.name?=?name;
??}
??//?Operation
??public?abstract?void?Display(?int?depth?);
}
//?"Composite"
class?Composite?:?Component
{
??//?Fields
??private?ArrayList?children?=?new?ArrayList();
??//?Constructors
??public?Composite(?string?name?)?:?base(?name?)?{}
??//?Methods
??public?void?Add(?Component?component?)
??{
????children.Add(?component?);
??}
??public?void?Remove(?Component?component?)
??{
????children.Remove(?component?);
??}
??public?override?void?Display(?int?depth?)
??{
????Console.WriteLine(?new?String(?'-',?depth?)?+?name?);
????//?Display?each?of?the?node's?children
????foreach(?Component?component?in?children?)
??????component.Display(?depth?+?2?);
??}
}
//?"Leaf"
class?Leaf?:?Component
{
??//?Constructors
??public?Leaf(?string?name?)?:?base(?name?)?{}
??//?Methods
??public?override?void?Display(?int?depth?)
??{
????Console.WriteLine(?new?String(?'-',?depth?)?+?name?);
??}
}
///?<summary>
///?Client?test
///?</summary>
public?class?Client
{
??public?static?void?Main(?string[]?args?)
??{
????//?Create?a?tree?structure
????Composite?root?=?new?Composite(?"root"?);
????root.Add(?new?Leaf(?"Leaf?A"?));
????root.Add(?new?Leaf(?"Leaf?B"?));
????Composite?comp?=?new?Composite(?"Composite?X"?);
????comp.Add(?new?Leaf(?"Leaf?XA"?)?);
????comp.Add(?new?Leaf(?"Leaf?XB"?)?);
????root.Add(?comp?);
????root.Add(?new?Leaf(?"Leaf?C"?));
????//?Add?and?remove?a?leaf
????Leaf?l?=?new?Leaf(?"Leaf?D"?);
????root.Add(?l?);
????root.Remove(?l?);
????//?Recursively?display?nodes
????root.Display(?1?);
??}
}
?
五、?透明式的合成模式結構
與安全式的合成模式不同的是，透明式的合成模式要求所有的具體構件類，不論樹枝構件還是樹葉構件，均符合一個固定的接口。
?
這種形式涉及到三個角色：
- 抽象構件（Component）角色：這是一個抽象角色，它給參加組合的對象規定一個接口，規范共有的接口及默認行為。
- 樹葉構件（Leaf）角色：代表參加組合的樹葉對象，定義出參加組合的原始對象的行為。樹葉類會給出add（）、remove（）以及getChild（）之類的用來管理子類對對象的方法的平庸實現。
- 樹枝構件（Composite）角色：代表參加組合的有子對象的對象，定義出這樣的對象的行為。
六、?透明式的合成模式實現
以下示例性代碼演示了安全式的合成模式代碼：
?
//?Composite?pattern?--?Structural?example??using?System;
using?System.Text;
using?System.Collections;
//?"Component"
abstract?class?Component
{
??//?Fields
??protected?string?name;
??//?Constructors
??public?Component(?string?name?)
??{?this.name?=?name;?}
??//?Methods
??abstract?public?void?Add(Component?c);
??abstract?public?void?Remove(?Component?c?);
??abstract?public?void?Display(?int?depth?);
}
//?"Composite"
class?Composite?:?Component
{
??//?Fields
??private?ArrayList?children?=?new?ArrayList();
??//?Constructors
??public?Composite(?string?name?)?:?base(?name?)?{}
??//?Methods
??public?override?void?Add(?Component?component?)
??{?children.Add(?component?);?}
??
??public?override?void?Remove(?Component?component?)
??{?children.Remove(?component?);?}
??
??public?override?void?Display(?int?depth?)
??{?
????Console.WriteLine(?new?String(?'-',?depth?)?+?name?);
????//?Display?each?of?the?node's?children
????foreach(?Component?component?in?children?)
??????component.Display(?depth?+?2?);
??}
}
//?"Leaf"
class?Leaf?:?Component
{
??//?Constructors
??public?Leaf(?string?name?)?:?base(?name?)?{}
??//?Methods
??public?override?void?Add(?Component?c?)
??{?Console.WriteLine("Cannot?add?to?a?leaf");?}
??public?override?void?Remove(?Component?c?)
??{?Console.WriteLine("Cannot?remove?from?a?leaf");?}
??public?override?void?Display(?int?depth?)
??{?Console.WriteLine(?new?String(?'-',?depth?)?+?name?);?}
}
///?<summary>
///?Client?test
///?</summary>
public?class?Client
{
??public?static?void?Main(?string[]?args?)
??{
????//?Create?a?tree?structure
????Composite?root?=?new?Composite(?"root"?);
????root.Add(?new?Leaf(?"Leaf?A"?));
????root.Add(?new?Leaf(?"Leaf?B"?));
????Composite?comp?=?new?Composite(?"Composite?X"?);
????comp.Add(?new?Leaf(?"Leaf?XA"?)?);
????comp.Add(?new?Leaf(?"Leaf?XB"?)?);
????root.Add(?comp?);
????root.Add(?new?Leaf(?"Leaf?C"?));
????//?Add?and?remove?a?leaf
????Leaf?l?=?new?Leaf(?"Leaf?D"?);
????root.Add(?l?);
????root.Remove(?l?);
????//?Recursively?display?nodes
????root.Display(?1?);
??}
}
?
七、?使用合成模式時考慮的幾個問題
八、?和尚的故事
九、?一個實際應用Composite模式的例子
下面是一個實際應用中的程序，演示了通過一些基本圖像元素（直線、園等）以及一些復合圖像元素（由基本圖像元素組合而成）構建復雜的圖形樹的過程。
?
//?Composite?pattern?--?Real?World?example??using?System;
using?System.Collections;
//?"Component"
abstract?class?DrawingElement
{
??//?Fields
??protected?string?name;
??//?Constructors
??public?DrawingElement(?string?name?)
??{?this.name?=?name;?}
?
??//?Operation
??abstract?public?void?Display(?int?indent?);
}
//?"Leaf"
class?PrimitiveElement?:?DrawingElement
{
??//?Constructors
??public?PrimitiveElement(?string?name?)?:?base(?name?)?{}
??//?Operation
??public?override?void?Display(?int?indent?)
??{
????Console.WriteLine(?new?String(?'-',?indent?)?+?
??????"?draw?a?{0}",?name?);
??}
}
//?"Composite"
class?CompositeElement?:?DrawingElement
{
??//?Fields
??private?ArrayList?elements?=?new?ArrayList();
?
??//?Constructors
??public?CompositeElement(?string?name?)?:?base(?name?)?{}
??//?Methods
??public?void?Add(?DrawingElement?d?)
??{?elements.Add(?d?);?}
??public?void?Remove(?DrawingElement?d?)
??{?elements.Remove(?d?);?}
??public?override?void?Display(?int?indent?)
??{
????Console.WriteLine(?new?String(?'-',?indent?)?+
??????"+?"?+?name?);
????//?Display?each?child?element?on?this?node
????foreach(?DrawingElement?c?in?elements?)
??????c.Display(?indent?+?2?);
??}
}
?
///?<summary>
///??CompositeApp?test
///?</summary>
public?class?CompositeApp
{
??public?static?void?Main(?string[]?args?)
??{
????//?Create?a?tree?structure
????CompositeElement?root?=?new??
??????CompositeElement(?"Picture"?);
????root.Add(?new?PrimitiveElement(?"Red?Line"?));
????root.Add(?new?PrimitiveElement(?"Blue?Circle"?));
????root.Add(?new?PrimitiveElement(?"Green?Box"?));
????CompositeElement?comp?=?new??
??????CompositeElement(?"Two?Circles"?);
????comp.Add(?new?PrimitiveElement(?"Black?Circle"?)?);
????comp.Add(?new?PrimitiveElement(?"White?Circle"?)?);
????root.Add(?comp?);
????//?Add?and?remove?a?PrimitiveElement
????PrimitiveElement?l?=?new?PrimitiveElement(?"Yellow?Line"?);
????root.Add(?l?);
????root.Remove(?l?);
????//?Recursively?display?nodes
????root.Display(?1?);
??}
}
?
合成模式與很多其它模式都有聯系，將在后續內容中逐步介紹。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的合成模式(Composite Pattern)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 几个java 正则
- 下一篇： observer pattern