索引

意圖

將物件組合成樹形結構以表示 “部分-整體” 的層次結構。

Composite 使得使用者對於單個物件和組合物件的使用具有一致性。

Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies.

Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.

結構

典型的 Composite 物件結構：

參與者

Component

• 為組合中的物件宣告介面。
• 在適當的情況下，實現所有類共有介面的預設行為
• 宣告一個介面用於訪問和管理 Component 的子元件。
• 在遞迴結構中定義一個介面，用於訪問一個父部件，並在合適的情況下實現它。

Leaf

• 在組合中表示葉節點物件，葉節點沒有子節點。
• 在組合中定義圖元物件的行為。

Composite

• 定義有子部件的那些部件的行為。
• 在 Composite 介面中實現與子部件有關的操作。

Client

• 通過 Component 介面操縱組合部件的物件。

適用性

在以下情況下可以使用 Composite 模式：

• 你想表示物件的 “部分-整體” 層次結構。
• 你希望使用者忽略組合物件與單個物件的不同，使用者將統一地使用組合結構中的所有物件。

缺點

• 與類層次結構設計原則衝突

Composite 模式的目的之一是使得使用者不知道它們正在使用具體的 Leaf 和 Composite 類。

為達到這一目的，Component 需要為 Leaf 和 Composite 定義一些公共操作，並提供預設的實現，而 Leaf 和 Composite 子類可以對它們進行重定義。

然而，這個目標會與類層次結構設計原則衝突，該原則規定：一個類只能定義那些對它的子類有意義的操作。

效果

• 定義了包含基本物件和組合物件的類層次結構。
• 簡化客戶程式碼。
• 使得更容易增加新型別的元件。
• 使你的設計變得更加一般化。

相關模式

• Command 模式描述瞭如何用一個 MacroCommand Composite 類組成一些 Command 物件，並對它們進行排序。
• 通常 “部件-父部件” 連線用於 Responsibility of Chain 模式。
• Decorator 模式經常與 Composite 模式一起使用。它們通常有一個公共的父類。
• Flyweight 讓你共享元件，但不再能引用它們的父部件。
• Iterator 可以用來遍歷 Composite。
• Visitor 將本來應該分佈在 Composite 和 Leaf 類中的操作和行為區域性化。

實現

實現方式（一）：在 Component 中定義公共介面以保持透明性但損失安全性。

在 Component 中定義 Add 和 Remove 操作需要考慮安全性和透明性。

在類層次結構的根部定義子節點管理介面的方法具有良好的透明性，但是這一方法是以安全性為代價的，因為客戶有可能會做一些無意義的事情，例如在 Leaf 中 Add 物件等。

在 Composite 類中定義管理子部件的方法具有良好的安全性，但是這又損失了透明性，因為 Leaf 和 Composite 具有不同的介面。

 1 namespace CompositePattern.Implementation1
 2 {
 3   public abstract class Component
 4   {
 5     protected List<Component> _children = new List<Component>();
 6 
 7     public abstract void Operation();
 8 
 9     public virtual void Add(Component component)
10     {
11       _children.Add(component);
12     }
13 
14     public virtual void Remove(Component component)
15     {
16       _children.Remove(component);
17     }
18 
19     public virtual IEnumerable<Component> GetChildren()
20     {
21       return _children;
22     }
23   }
24 
25   public class Leaf : Component
26   {
27     public override void Operation()
28     {
29       // do something
30     }
31 
32     public override void Add(Component component)
33     {
34       throw new InvalidOperationException();
35     }
36 
37     public override void Remove(Component component)
38     {
39       throw new InvalidOperationException();
40     }
41 
42     public override IEnumerable<Component> GetChildren()
43     {
44       throw new InvalidOperationException();
45     }
46   }
47 
48   public class Composite : Component
49   {
50     public override void Operation()
51     {
52       foreach (var child in _children)
53       {
54         child.Operation();
55       }
56       // may do something
57     }
58   }
59 
60   public class Client
61   {
62     public void TestCase1()
63     {
64       Component component1 = new Leaf();
65       Component component2 = new Composite();
66 
67       component2.Add(component1);
68 
69       component1.Operation();
70       component2.Operation();
71     }
72   }
73 }

《設計模式之美》為 Dennis Gao 釋出於部落格園的系列文章，任何未經作者本人同意的人為或爬蟲轉載均為耍流氓。