组合模式

• 组合模式
  • 1 模式的定义
  • 2 模式的结构
    • 2.1 结构图
    • 2.2 参与者
  • 3 模式分析
    • 3.1 优点
    • 3.2 缺点
  • 4 适用环境
  • 5 实现方式
  • 6 代码实现
  • 参考

本文介绍组合模式定义、结构、特点、适用场景、代码实现。

组合模式

1 模式的定义

组合是一种结构型设计模式，你可以使用它将对象组合成树状结构，并且能像使用独立对象一样使用它们。

2 模式的结构

2.1 结构图

2.2 参与者

1. 组件（Component）接口描述了树中简单项目和复杂项目所共有的操作。
2. 叶节点（Leaf）是树的基本结构，它不包含子项目。一般情况下，叶节点最终会完成大部分的实际工作，因为它们无法将工作指派给其他部分。
3. 容器（Container）——又名“组合（Composite）”——是包含叶节点或其他容器等子项目的单位。容器不知道其子项目所属的具体类，它只通过通用的组件接口与其子项目交互。容器接收到请求后会将工作分配给自己的子项目，处理中间结果，然后将最终结果返回给客户端。

3 模式分析

3.1 优点

• 你可以利用多态和递归机制更方便地使用复杂树结构。
• 开闭原则。无需更改现有代码，你就可以在应用中添加新元素，使其成为对象树的一部分。

3.2 缺点

• 对于功能差异较大的类，提供公共接口或许会有困难。在特定情况下，你需要过度一般化组件接口，使其变得令人难以理解。

4 适用环境

• 如果你需要实现树状对象结构，可以使用组合模式。组合模式为你提供了两种共享公共接口的基本元素类型：简单叶节点和复杂容器。容器中可以包含叶节点和其他容器。这使得你可以构建树状嵌套递归对象结构。

• 如果你希望客户端代码以相同方式处理简单和复杂元素，可以使用该模式。组合模式中定义的所有元素共用同一个接口。在这一接口的帮助下，客户端不必在意其所使用的对象的具体类。

5 实现方式

1. 确保应用的核心模型能够以树状结构表示。尝试将其分解为简单元素和容器。记住，容器必须能够同时包含简单元素和其他容器。
2. 声明组件接口及其一系列方法，这些方法对简单和复杂元素都有意义。
3. 创建一个叶节点类表示简单元素。程序中可以有多个不同的叶节点类。
4. 创建一个容器类表示复杂元素。在该类中，创建一个数组成员变量来存储对于其子元素的引用。该数组必须能够同时保存叶节点和容器，因此请确保将其声明为组合接口类型。实现组件接口方法时，记住容器应该将大部分工作交给其子元素来完成。
5. 最后，在容器中定义添加和删除子元素的方法。记住，这些操作可在组件接口中声明。这将会违反「接口隔离原则」，因为叶节点类中的这些方法为空。但是，这可以让客户端无差别地访问所有元素，即使是组成树状结构的元素。

6 代码实现

https://github.com/august295/DesignPatternCode

参考

[1] https://refactoringguru.cn/design-patterns/composite