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今天小編給大家分享一下.Net結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式之組合模式怎么實現(xiàn)的相關(guān)知識點,內(nèi)容詳細,邏輯清晰,相信大部分人都還太了解這方面的知識,所以分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲,下面我們一起來了解一下吧。
在我們的操作系統(tǒng)中有文件夾的概念,文件夾可以包含文件夾,可以嵌套多層,最里面包含的是文件,這個概念和“俄羅斯套娃”很像。當(dāng)然還有很多的例子,例如我們使用系統(tǒng)的時候,會使用到“系統(tǒng)菜單”,這個東西是樹形結(jié)構(gòu)。這些例子包含的這些東西或者說是對象,可以分為兩類,一類是:容器對象,可以包含其他的子對象;另一類是:葉子對象,這類對象是不能在包含其他對象的對象了。在軟件設(shè)計中,我們該怎么處理這種情況呢?是每類對象分別對待,還是提供一個統(tǒng)一的操作方式呢。組合模式給我們提供了一種解決此類問題的一個途徑。
客戶代碼過多地依賴于對象容器(對象容器是對象的容器,細細評味)復(fù)雜的內(nèi)部實現(xiàn)結(jié)構(gòu),對象容器內(nèi)部實現(xiàn)結(jié)構(gòu)(而非抽象接口)的變化將引起客戶代碼的頻繁變化,帶來了代碼的維護性、擴展性等方面的弊端。如何將“客戶代碼與復(fù)雜的對象容器結(jié)構(gòu)”解耦?如何讓對象容器自己來實現(xiàn)自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu),從而使得客戶代碼就像處理簡單對象一樣來處理復(fù)雜的對象容器?
將對象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)。Composite使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。 —— 《設(shè)計模式》GoF
組合模式中涉及到三個角色:
(1)、抽象構(gòu)件角色(Component):這是一個抽象角色,它給參加組合的對象定義出了公共的接口及默認行為,可以用來管理所有的子對象(在透明式的組合模式是這樣的)。在安全式的組合模式里,構(gòu)件角色并不定義出管理子對象的方法,這一定義由樹枝結(jié)構(gòu)對象給出。
(2)、樹葉構(gòu)件角色(Leaf):樹葉對象是沒有下級子對象的對象,定義出參加組合的原始對象的行為。(原始對象的行為可以理解為沒有容器對象管理子對象的方法,或者 【原始對象行為】+【管理子對象的行為(Add,Remove等)】=面對客戶代碼的接口行為集合)
(3)、樹枝構(gòu)件角色(Composite):代表參加組合的有下級子對象的對象,樹枝對象給出所有管理子對象的方法實現(xiàn),如Add、Remove等。
組合模式實現(xiàn)的最關(guān)鍵的地方是——簡單對象和復(fù)合對象必須實現(xiàn)相同的接口。這就是組合模式能夠?qū)⒔M合對象和簡單對象進行一致處理的原因。
組合模式有兩種實現(xiàn)方式,一種是:透明式的組合模式,另外一種是:安全式的組合模式
指“抽象構(gòu)件角色”定義的接口行為集合包含兩個部分,一部分是葉子對象本身所包含的行為(比如Operation),另外一部分是容器對象本身所包含的管理子對象的行為(Add,Remove)。這個抽象構(gòu)件必須同時包含這兩類對象所有的行為,客戶端代碼才會透明的使用,無論調(diào)用容器對象還是葉子對象,接口方法都是一樣的,這就是透明,針對客戶端代碼的透明。
/// <summary> /// 該抽象類就是文件夾抽象接口的定義,該類型就相當(dāng)于是抽象構(gòu)件Component類型 /// </summary> public abstract class Folder { public abstract void Add(Folder folder);//增加文件夾或文件 public abstract void Remove(Folder folder);//刪除文件夾或者文件 public abstract void Open(); //打開文件或者文件夾--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 } /// <summary> /// 該Word文檔類就是葉子構(gòu)件的定義,該類型就相當(dāng)于是Leaf類型,不能在包含子對象 /// </summary> public sealed class Word : Folder { public override void Add(Folder folder)//增加文件夾或文件 { throw new Exception("Word文檔不具有該功能"); } public override void Remove(Folder folder)//刪除文件夾或者文件 { throw new Exception("Word文檔不具有該功能"); } public override void Open()//打開文件--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 { Console.WriteLine("打開Word文檔,開始進行編輯"); } } /// <summary> /// SonFolder類型就是樹枝構(gòu)件,由于我們使用的是“透明式”,所以Add,Remove都是從Folder類型繼承下來的 /// </summary> public class SonFolder : Folder { public override void Add(Folder folder)//增加文件夾或文件 { Console.WriteLine("文件或者文件夾已經(jīng)增加成功"); } public override void Remove(Folder folder)//刪除文件夾或者文件 { Console.WriteLine("文件或者文件夾已經(jīng)刪除成功"); } public override void Open()//打開文件夾--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 { Console.WriteLine("已經(jīng)打開當(dāng)前文件夾"); } } public class Program { static void Main() { Folder myword = new Word(); myword.Open();//打開文件,處理文件 myword.Add(new SonFolder());//拋出異常 myword.Remove(new SonFolder());//拋出異常 Folder myfolder = new SonFolder(); myfolder.Open();//打開文件夾 myfolder.Add(new SonFolder());//成功增加文件或者文件夾 myfolder.Remove(new SonFolder());//成功刪除文件或者文件夾 } }
指“抽象構(gòu)件角色”只定義葉子對象的方法,確切的說這個抽象構(gòu)件只定義兩類對象共有的行為,然后容器對象的方法定義在“樹枝構(gòu)件角色”上,這樣葉子對象有葉子對象的方法,容器對象有容器對象的方法,這樣責(zé)任很明確,當(dāng)然調(diào)用肯定不會拋出異常了。
/// <summary> /// 該抽象類就是文件夾抽象接口的定義,該類型就相當(dāng)于是抽象構(gòu)件Component類型 /// </summary> public abstract class Folder //該類型少了容器對象管理子對象的方法的定義,換了地方,在樹枝構(gòu)件也就是SonFolder類型 { public abstract void Open(); //打開文件或者文件夾--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 } /// <summary> /// 該Word文檔類就是葉子構(gòu)件的定義,該類型就相當(dāng)于是Leaf類型,不能在包含子對象 /// </summary> public sealed class Word : Folder //這類型現(xiàn)在很干凈 { public override void Open() //打開文件--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 { Console.WriteLine("打開Word文檔,開始進行編輯"); } } /// <summary> /// SonFolder類型就是樹枝構(gòu)件,現(xiàn)在由于我們使用的是“安全式”,所以Add,Remove都是從此處開始定義的 /// </summary> public abstract class SonFolder : Folder //這里可以是抽象接口,可以自己根據(jù)自己的情況而定 { public abstract void Add(Folder folder); //增加文件夾或文件 public abstract void Remove(Folder folder); //刪除文件夾或者文件 public override void Open()//打開文件夾--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 { Console.WriteLine("已經(jīng)打開當(dāng)前文件夾"); } } /// <summary> /// NextFolder類型就是樹枝構(gòu)件的實現(xiàn)類 /// </summary> public sealed class NextFolder : SonFolder { public override void Add(Folder folder)//增加文件夾或文件 { Console.WriteLine("文件或者文件夾已經(jīng)增加成功"); } public override void Remove(Folder folder) //刪除文件夾或者文件 { Console.WriteLine("文件或者文件夾已經(jīng)刪除成功"); } public override void Open()//打開文件夾--該操作相當(dāng)于Component類型的Operation方法 { Console.WriteLine("已經(jīng)打開當(dāng)前文件夾"); } } public class Program { static void Main() { Folder myword = new Word();//這是安全的組合模式 myword.Open();//打開文件,處理文件 Folder myfolder = new NextFolder(); myfolder.Open();//打開文件夾 //此處要是用增加和刪除功能,需要轉(zhuǎn)型的操作,否則不能使用 ((SonFolder)myfolder).Add(new NextFolder());//成功增加文件或者文件夾 ((SonFolder)myfolder).Remove(new NextFolder());//成功刪除文件或者文件夾 } }
1、Composite模式采用樹形結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)普遍存在的對象容器,從而將“一對多”的關(guān)系轉(zhuǎn)化為“一對一”的關(guān)系,使得客戶代碼可以一致地處理對象和對象容器,無需關(guān)心處理的是單個的對象,還是組合的對象容器。
2、將“客戶代碼與復(fù)雜的對象容器結(jié)構(gòu)”解耦是Composite模式的核心思想,解耦之后,客戶代碼將與純粹的抽象接口——而非對象容器的復(fù)雜內(nèi)部實現(xiàn)結(jié)構(gòu)——發(fā)生依賴關(guān)系,從而更能“應(yīng)對變化”。
3、Composite模式中,是將“Add和Remove等和對象容器相關(guān)的方法”定義在“表示抽象對象的Component類”中,還是將其定義在“表示對象容器的Composite類”中,是一個關(guān)乎“透明性”和“安全性”的兩難問題,需要仔細權(quán)衡。這里有可能違背面向?qū)ο蟮摹皢我宦氊?zé)原則”,但是對于這種特殊結(jié)構(gòu),這又是必須付出的代價。ASP.Net控件的實現(xiàn)在這方面為我們提供了一個很好的示范。
4、Composite模式在具體實現(xiàn)中,可以讓父對象中的子對象反向追朔;如果父對象有頻繁的遍歷需求,可使用緩存技巧來改善效率。
(1)、組合模式使得客戶端代碼可以一致地處理對象和對象容器,無需關(guān)系處理的單個對象,還是組合的對象容器。
(2)、將”客戶代碼與復(fù)雜的對象容器結(jié)構(gòu)“解耦。
(3)、可以更容易地往組合對象中加入新的構(gòu)件。
使得設(shè)計更加復(fù)雜??蛻舳诵枰ǜ鄷r間理清類之間的層次關(guān)系。(這個是幾乎所有設(shè)計模式所面臨的問題)。
(1)、需要表示一個對象整體或部分的層次結(jié)構(gòu)。
(2)、希望用戶忽略組合對象與單個對象的不同,用戶將統(tǒng)一地使用組合結(jié)構(gòu)中的所有對象。
其實組合模式在FCL里面運用還是很多的,不知道大家是不是有所感覺,這個模式大多數(shù)是運用在控件上或者是和界面操作、展示相關(guān)的操作上。這個模式在.NET 中最典型的應(yīng)用就是應(yīng)用與WinForms和Web的開發(fā)中,在.NET類庫中,都為這兩個平臺提供了很多現(xiàn)有的控件,然而System.Windows.Forms.dll中System.Windows.Forms.Control類就應(yīng)用了組合模式,因為控件包括Label、TextBox等這樣的簡單控件,這些控件可以理解為葉子對象,同時也包括GroupBox、DataGrid這樣復(fù)合的控件或者叫容器控件,每個控件都需要調(diào)用OnPaint方法來進行控件顯示,為了表示這種對象之間整體與部分的層次結(jié)構(gòu),微軟把Control類的實現(xiàn)應(yīng)用了組合模式(確切地說應(yīng)用了透明式的組合模式)。
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