重温设计模式 --- 组合模式

引言

组合模式是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性，因为它们都具有相同的接口。

组合模式由三个要素组成：

1. 抽象组件（Component）：它定义了叶子节点和组合节点的公共接口，可以为叶子节点和组合节点提供默认实现。

2. 叶子组件（Leaf）：它表示组合的叶子节点，没有子节点。

3. 组合组件（Composite）：它表示组合的内部节点，可以包含叶子节点或其他组合节点。

抽象组件

// 抽象组件类
abstract class Component
{
    protected string name;

    public Component(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    public abstract void Add(Component c);
    
    public abstract void Remove(Component c);
    
    public abstract void Display(int depth);
}

叶子组件

// 叶子节点类
class Leaf : Component
{
    public Leaf(string name) : base(name)
    {
    }

    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);
    }
}

组合组件

// 组合节点类
class Composite : Component
{
    private List<Component> children = new List<Component>();

    public Composite(string name) : base(name)
    {
    }

    public override void Add(Component c)
    {
        children.Add(c);
    }

    public override void Remove(Component c)
    {
        children.Remove(c);
    }

    public override void Display(int depth)
    {
        Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);

        foreach (Component component in children)
        {
            component.Display(depth + 1);
        }
    }
}

在上面的示例中，Component是抽象组件类，包含了组合模式中共有的方法。Leaf是叶子节点类，表示树状结构中的叶子节点，而Composite是组合节点类，表示树状结构中的组合节点。

可以这样调用：

Composite root = new Composite("root");

root.Add(new Leaf("leaf A"));

root.Add(new Leaf("leaf B"));

Composite composite = new Composite("composite X");

composite.Add(new Leaf("leaf XA"));

composite.Add(new Leaf("leaf XB"));

root.Add(composite);

root.Add(new Leaf("leaf C"));

root.Display(0);

客户端代码创建了一个根节点root，并向它添加了三个子节点：两个叶子节点和一个组合节点composite。组合节点composite又包含了两个叶子节点。最后，客户端代码调用根节点的Display方法，打印出整个树状结构。

输出结果如下：

root
-leaf A
-leaf B
-composite X
--leaf XA
--leaf XB
-leaf C

总结

组合模式的关键是定义了一个抽象组件类，它既可以代表叶子，又可以代表容器，而客户端针对该抽象组件类进行编程，无须知道它到底表示的是叶子还是容器，可以对其进行统一处理。同时容器对象与抽象组件类之间还建立一个聚合关联关系，在容器对象中既可以包含叶子，也可以包含容器，以此实现递归组合，形成一个树形结构。