C#面向对象设计模式纵横谈 学习笔记9 Composite 组合（结构型模式）

在我们开发过程中，我们可能需要用到一种设计，一个容器可以包含一个对象，并且也可以包含一个容器，我们需要通过一个接口或一个抽象类来表示这个容器或对象，也就是说容器或对象是同一总类型，但是包含关系，也就是说我们需要用一种模式来实现多叉树的结构。节点可以包含字节点，也可以包含子项。

我们可以通过Composite模式来实现。

首先看看Composite模式的动机：

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？

Composite模式的意图：

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。

看看实现的代码

public interface IBox
...{
    void Process();
    void Add(IBox box);
    void Remove(IBox box);
}

这是一个接口，它定义了对象和容器应该需要实现的方法，在这个接口里Add和Remove方法是对象不需要实现的，可以在实现这两个方法是抛出异常，或者为空方法。

public class SingleBox : IBox
...{
    public void Process
    ...{
        
    }

    public void Add(IBox box)
    ...{
        throw new Exception();
    }

    public void Remove(IBox box)
    ...{
        throw new Exception();
    }
}

这是对象类的定义，它仅仅实现过了Process方法，表明这个对象需要处理的工作。

public class ContainerBox : IBox
...{
    ArrayList list = null;

    public ContainerBox()
    ...{
        list = new ArrayList();
    }

    public void Add(IBox box)
    ...{
        list.Add(box);
    }

    public void Remove(IBox box)
    ...{
        list.Remove(list);
    }

    public void Process()
    ...{
        //1.Do Something for myself

        //2.Do process for the box in the list
        foreach (IBox box in list)
        ...{
            box.Process();
        }
    }
}

这是容器的实现代码在Add和Remove方法中，我们可以添加实现了IBox接口的对象或容器，在Process方法中，我们依次调用IBox接口的Process方法将每个Box处理一次。

那么我们在客户程序可以像如下代码一样使用

static void Main(string[] args)
...{
    IBox box = Factory.GetBox();

    box.Add(new SingleBox());

    IBox box1 = Factory.GetBox();

    box1.Add(box);

    box1.Process();
}

可以说我们在容器的Process方法里实现了递归。

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。

Composite模式普遍用于控件中，如控件可以是容器，但是控件也可以被另外一个控件加入，那么另外一个控件也是一个容器。在Asp.Net中也是如此。如果我们将IBox接口看作Control接口，Process方法改为Render方法，就是绘制自己。那么我们会发现，我们把控件慢慢的组合成树，然后使用树的根节点的Render方法，那么我们就将控件容器下的控件和控件容器都Render出来了。

在Asp.Net中Control是使用ControlCollection来实现的，那么它是通过在IBox接口里添加一个Box属性，返回值为IBox，那么我们对象实现这个接口的时候，get访问器可以返回为空。这就是Asp.Net控件给我们提供的很好的示范。如何来权衡透明性和安全性。