設計模式【組合模式Composite Pattern】

組合模式

關於組合模式（Composite Pattern），又叫做部分整體模式，是用於把一組相似的對象當作一個單一的對象。組合模式依據樹形結構來組合對象，用來表示部分以及整體層次。這種類型的設計模式屬於結構型模式，它創建了對象組的樹形結構。

這種模式創建了一個包含自己對象組的類。該類提供了修改相同對象組的方式。

我們通過下面的實例來演示組合模式的用法。實例演示了一個組織中員工的層次結構。

介紹

意圖：將對象組合成樹形結構以表示"部分-整體"的層次結構。組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

主要解決：它在我們樹型結構的問題中，模糊了簡單元素和複雜元素的概念，客戶程序可以向處理簡單元素一樣來處理複雜元素，從而使得客戶程序與複雜元素的內部結構解耦。

何時使用： 1、您想表示對象的部分-整體層次結構（樹形結構）。 2、您希望用戶忽略組合對象與單個對象的不同，用戶將統一地使用組合結構中的所有對象。

如何解決：樹枝和葉子實現統一接口，樹枝內部組合該接口。

關鍵代碼：樹枝內部組合該接口，並且含有內部屬性 List，裏面放 Component。

應用實例： 1、算術表達式包括操作數、操作符和另一個操作數，其中，另一個操作符也可以是操作樹、操作符和另一個操作數。

優點： 1、高層模塊調用簡單。 2、節點自由增加。

缺點：在使用組合模式時，其葉子和樹枝的聲明都是實現類，而不是接口，違反了依賴倒置原則。

使用場景：部分、整體場景，如樹形菜單，文件、文件夾的管理。

注意事項：定義時爲具體類。

實現

我們有一個類 Employee，該類被當作組合模型類。CompositePatternDemo，我們的演示類使用 Employee 類來添加部門層次結構，並打印所有員工。

步驟 1

創建 Employee 類，該類帶有 Employee 對象的列表。

Employee.cs

using System.Collections.Generic;
namespace Composite_Pattern
{
    class Employee
    {
        string name;
        string dept;
        int salary;
        List<Employee> subordinates; //下屬

        public Employee(string name, string dept, int sal)
        {
            this.name = name;
            this.dept = dept;
            this.salary = sal;
            subordinates = new List<Employee>();
        }

        public void add(Employee e)
        {
            subordinates.Add(e);
        }

        public void remove(Employee e)
        {
            subordinates.Remove(e);
        }

        public List<Employee> getSubordinates()
        {
            return subordinates;
        }

        public override string ToString()
        {
            return ("Employee :[ Name : " + name + ", dept : " + dept + ", salary :" + salary + " ]");
        }
        
    }
}

步驟 2

使用 Employee 類來創建和打印員工的層次結構。

CompositePatternDemo.cs

using System;
namespace Composite_Pattern
{
    class CompositePatternDemo
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Employee CEO = new Employee("John", "CEO", 30000);

            Employee headSales = new Employee("Robert", "Head Sales", 20000);

            Employee headMarketing = new Employee("Michel", "Head Marketing", 20000);

            Employee clerk1 = new Employee("Laura", "Marketing", 10000);
            Employee clerk2 = new Employee("Bob", "Marketing", 10000);

            Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard", "Sales", 10000);
            Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob", "Sales", 10000);

            CEO.add(headSales);
            CEO.add(headMarketing);

            headSales.add(salesExecutive1);
            headSales.add(salesExecutive2);

            headMarketing.add(clerk1);
            headMarketing.add(clerk2);

            //打印該組織的所有員工
            Console.WriteLine(CEO);
            foreach (Employee headEmployee in CEO.getSubordinates())
            {
                Console.WriteLine(headEmployee);
                foreach (Employee employee in headEmployee.getSubordinates())
                {
                    Console.WriteLine(employee);
                }
            }

            Console.Read();
        }
    }
}

步驟 3

驗證輸出。

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]