1、概述
在面向对象系统中,经常会遇到一些具有"容器性质"的对象,它们自己在充当容器的同时,也充当其他对象的容器.
2、案例
需要构建一个容器系统,需要满足以下几点要求:
(1)、容器需要能创建和删除子容器
(2)、但是整个系统有最终的容器结构一一取名SingleBox
(3)、容器有自有业务逻辑,能执行指定的操作.
实现如下:
////// 容器接口 /// public interface IBox { void Process(); void AddBox(IBox box); void RemoveBox(IBox box); } ////// 最终节点的容器,这个容器无法进行添加和删除子容器的操作 /// public class SingleBox : IBox { public void Process() { } public void AddBox(IBox box) { throw new Exception("SingleBox容器无法添加子容器"); } public void RemoveBox(IBox box) { throw new Exception("SingleBox容器无法移除子容器"); } } ////// 普通容器,可以进行添加和删除子容器的操作 /// public class ContainerBox : IBox { private List_containerBox = new List (); public void Process() { } /// /// 模拟实现,没有实际意义,表达一种概念,获取当前容器的子容器 /// ///public List GetBox() { return _containerBox; } public void AddBox(IBox box) { _containerBox.Add(box); } public void RemoveBox(IBox box) { if (_containerBox.Contains(box)) _containerBox.Remove(box); } }
调用代码如下:
////// 第三方调用系统 /// public class ThirdSystem { public void Run() { IBox box = Factory.GetBox(); if (box is ContainerBox) { //如果当前容器是ContainerBox,执行该容器的Process方法 box.Process(); //获取该容器所有的子容器 var list = ((ContainerBox)box).GetBox(); //这里对所有的子容器进行递归操作,确保它们全部执行到类型为SingleBox } else if (box is SingleBox) { box.Process(); } } }
分析客户端调用代码发现,客户端调用代码在获取容器的子容器时,需要递归处理子容器,从而使客户端代码与复杂的容器结构发生了耦合,这样在设计上是不合理,客户端代码不能承担这种复杂度,而是应该交给容器系统去处理这种复杂度.
so,这种设计需要进行重构.
////// 容器接口 /// public interface IBox { void Process(); void AddBox(IBox box); void RemoveBox(IBox box); } ////// 最终节点的容器,这个容器无法进行添加和删除子容器的操作 /// public class SingleBox : IBox { public void Process() { } public void AddBox(IBox box) { throw new Exception("SingleBox容器无法添加子容器"); } public void RemoveBox(IBox box) { throw new Exception("SingleBox容器无法移除子容器"); } } ////// 普通容器,可以进行添加和删除子容器的操作 /// public class ContainerBox : IBox { private List_containerBox = new List (); //做一些容器该做的事情,比如说容器加载,做完之后卸载等等操作 public void Process() { if (_containerBox.Count > 0) { //遍历当前容器的所有子容器,然后执行子容器的操作,接着遍历该子容器的所有子容器 //进行它该进行的操作,循环这个操作,知道执行到SingleBox,因为它没有子容器,所有跳出 //Foreach循环,完成整颗容器树的遍历 foreach(IBox box in _containerBox) { box.Process(); } } } public void AddBox(IBox box) { _containerBox.Add(box); } public void RemoveBox(IBox box) { if (_containerBox.Contains(box)) _containerBox.Remove(box); } }
客户端调用代码如下:
////// 第三方调用系统 /// public class ThirdSystem { public void Run() { IBox box = Factory.GetBox(); if (box is ContainerBox) { //Procss会遍历当前容器的所有的子容器,并且执行这些容器的方法 box.Process(); } else if (box is SingleBox) { box.Process(); } } }
ok,现在的客户端调用代码与复杂的容器完成了解耦.而且完成了提出的需求.实现了对容器管理的同时,形成了一个树形结构.
but,上面的代码还是存在缺陷,IBox接口承担了两种职责,一种是是维护容器,另一种是处理容器的结构,执行容器的方法,虽然违背了OOP职责单一的原则,但是这种代价可以接受.
3、组合模式的要点
(1)、重构的代码使用了组合模式,组合模式采用树形结构来实现普遍存在的对象容器,将原先暴露给客户端的"一对多"的关系转换为"一对一"的关系,使得客户端代码可以一致地处理容器对象,不需要关心处理的是单个对象还是含有树形结构的容器对象,将递归处理容器的复杂度交给组合模式来承担.
(2)、将客户端调用代码与负责的容器结构解耦是Composite组合模式的核心思想,解耦之后,客户端代码与依赖的是容器抽象,而不是容器的内部实现结构,从而更能应对变化,试想以下,如果不这么做,如果容器对象发生改变,那么客户端就需要承受这种改变.
(3)、Composite模式在具体的实现中.可以让父对象的子对象进行反向追溯,如果父对象有频繁的遍历需求,可以使用缓存来改善效率.
(4)、Asp.Net中的控件大量使用了组合模式,可以参考帮助理解.