设计模式（八）组合

一、定义#

组合多个对象形成树形结构以表示具有部分-整体关系的层次结构。组合模式让客户端可以统一对待单个对象和组合对象。组合模式是一种结构型模式。

二、描述#

包含以下三个角色：1、Component（抽象构件）：它可以是接口或抽象类，为叶子构件和容器构件对象声明接口，在该角色中可以包含所有子类共有行为的声明和实现。在抽象构件中定义了访问及管理它的子构件的方法，例如增加子构件、删除子构件、获取子构件等。
2、Leaf（叶子构件）：它在组合结构中表示叶子结点对象，叶子结点没有子节点，它实现了在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法，可以通过抛出异常、提示错误等方式进行处理。
3、Composite（容器构件）：它在组合结构中表示容器节点对象，容器节点包含子节点，其子节点可以是叶子结点，也可以是容器节点，它提供一个集合用于存储子节点，实现了在抽象构件中定义的行为，包括那些访问及管理子构件的方法，在其业务方法中可以递归调用其子节点的业务方法。

三、例子#

X公司想要开发一个杀毒软件，该软件既可以针对某个文件夹杀毒，也可以针对某个指定的文件进行杀毒。该杀毒软件还可以根据各类文件的特点，为不同类型的文件提供不同的杀毒方式，例如图像文件（ImageFile）和文本文件（TextFile）的杀毒方式就有所差异。AbstractFile：抽象文件类，充当抽象构件

public abstract class AbstractFile
{
    public abstract void Add(AbstractFile file);
    public abstract void Remove(AbstractFile file);
    public abstract AbstractFile GetChild(int index);
    public abstract void KillVirus();
}

ImageFile、VideoFile、TextFile：图像文件、视频文件、文本文件类，充当叶子构件

public class ImageFile : AbstractFile
{
    private string name;

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

    public override void Add(AbstractFile file)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
    }

    public override void Remove(AbstractFile file)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
    }

    public override AbstractFile GetChild(int index)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
        return null;
    }

    public override void KillVirus()
    {
        // 此处模拟杀毒操作
        Console.WriteLine("**** 对图像文件‘{0}’进行杀毒", name);
    }
}

public class TextFile : AbstractFile
{
    private string name;

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

    public override void Add(AbstractFile file)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
    }

    public override void Remove(AbstractFile file)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
    }

    public override AbstractFile GetChild(int index)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
        return null;
    }

    public override void KillVirus()
    {
        // 此处模拟杀毒操作
        Console.WriteLine("**** 对文本文件‘{0}’进行杀毒", name);
    }
}

public class VideoFile : AbstractFile
{
    private string name;

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

    public override void Add(AbstractFile file)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
    }

    public override void Remove(AbstractFile file)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
    }

    public override AbstractFile GetChild(int index)
    {
        Console.WriteLine("对不起，系统不支持该方法！");
        return null;
    }

    public override void KillVirus()
    {
        // 此处模拟杀毒操作
        Console.WriteLine("**** 对视频文件‘{0}’进行杀毒", name);
    }
}

Folder：文件夹类，充当容器构件

public class Folder : AbstractFile
{
    private IList fileList = new List();
    private string name;

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

    public override void Add(AbstractFile file)
    {
        fileList.Add(file);
    }

    public override void Remove(AbstractFile file)
    {
        fileList.Remove(file);
    }

    public override AbstractFile GetChild(int index)
    {
        return fileList[index];
    }

    public override void KillVirus()
    {
        // 此处模拟杀毒操作
        Console.WriteLine("---- 对文件夹‘{0}’进行杀毒", name);

        foreach (var item in fileList)
        {
            item.KillVirus();
        }
    }
}

Program：测试代码

AbstractFile folder1 = new Folder("EDC的资料");
AbstractFile folder2 = new Folder("图像文件");
AbstractFile folder3 = new Folder("文本文件");
AbstractFile folder4 = new Folder("视频文件");

AbstractFile image1 = new ImageFile("小龙女.jpg");
AbstractFile image2 = new ImageFile("张无忌.gif");

AbstractFile text1 = new TextFile("九阴真经.txt");
AbstractFile text2 = new TextFile("葵花宝典.doc");

AbstractFile video1 = new VideoFile("笑傲江湖.rmvb");
AbstractFile video2 = new VideoFile("天龙八部.mp4");

folder2.Add(image1);
folder2.Add(image2);

folder3.Add(text1);
folder3.Add(text2);

folder4.Add(video1);
folder4.Add(video2);

folder1.Add(folder2);
folder1.Add(folder3);
folder1.Add(folder4);

folder1.KillVirus();

四、总结#

1、优点

（1）可以清楚地定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次，使客户忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制。
（2）客户端可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象，不必关心是单个对象还是整个结构，简化代码。
（3）增加新的容器构件和叶子构件都十分方便，无需对现有类库代码进行任何修改，符合开闭原则。
（4）为树形结构的面向对象实现提供了灵活地解决方案，可以形成复杂的树形结构，但对树形结构的控制却很简单。

2、缺点

（1）增加新构件时很难对容器中的构建类型进行限制。