2022设计模式之组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式

复合设计模式将对象组合成树结构，以表示部分-整体层次结构。此模式允许客户端统一处理单个对象和对象的组合。

介绍

意图：将对象组合成树形结构以表示"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。

主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用： 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。 2、您希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

应用实例： 1、算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作数也可以是操作数、操作符和另一个操作数。 2、在 JAVA AWT 和 SWING 中，对于 Button 和 Checkbox 是树叶，Container 是树枝。

优点： 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。

缺点：在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

注意事项：定义时为具体类。

UML类图

C# 中的结构代码

此结构代码演示了复合模式，该模式允许创建树结构，在树结构中，无论各个节点是叶节点还是分支（复合）节点，都可以统一访问这些节点。

• using System;
• using System.Collections.Generic;
• namespace Composite.Structural
• {
• /// <summary>
• /// Composite Design Pattern
• /// </summary>
• public class Program
• public static void Main(string[] args)
• // Create a tree structure
• Composite root = new Composite("root");
• root.Add(new Leaf("Leaf A"));
• root.Add(new Leaf("Leaf B"));
• Composite comp = new Composite("Composite X");
• comp.Add(new Leaf("Leaf XA"));
• comp.Add(new Leaf("Leaf XB"));
• root.Add(comp);
• root.Add(new Leaf("Leaf C"));
• // Add and remove a leaf
• Leaf leaf = new Leaf("Leaf D");
• root.Add(leaf);
• root.Remove(leaf);
• // Recursively display tree
• root.Display(1);
• // Wait for user
• Console.ReadKey();
• }
• /// The 'Component' abstract class
• public abstract class Component
• protected string name;
• // Constructor
• 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);
• /// The 'Composite' class
• public class Composite : Component
• List<Component> children = new List<Component>();
• public Composite(string name)
• : base(name)
• public override void Add(Component component)
• children.Add(component);
• public override void Remove(Component component)
• children.Remove(component);
• public override void Display(int depth)
• Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);
• // Recursively display child nodes
• foreach (Component component in children)
• component.Display(depth + 2);
• /// The 'Leaf' class
• public class Leaf : Component
• public Leaf(string 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");

C# 中的实际代码

此实际代码演示了用于构建由基元节点（线条、圆圈等）和复合节点（组成更复杂元素的绘图元素组）组成的图形树结构时使用的复合模式。

• namespace Composite.RealWorld
• CompositeElement root = new CompositeElement("Picture");
• root.Add(new PrimitiveElement("Red Line"));
• root.Add(new PrimitiveElement("Blue Circle"));
• root.Add(new PrimitiveElement("Green Box"));
• // Create a branch
• CompositeElement comp = new CompositeElement("Two Circles");
• comp.Add(new PrimitiveElement("Black Circle"));
• comp.Add(new PrimitiveElement("White Circle"));
• // Add and remove a PrimitiveElement
• PrimitiveElement pe = new PrimitiveElement("Yellow Line");
• root.Add(pe);
• root.Remove(pe);
• // Recursively display nodes
• /// The 'Component' Treenode
• public abstract class DrawingElement
• public DrawingElement(string name)
• public abstract void Add(DrawingElement d);
• public abstract void Remove(DrawingElement d);
• public abstract void Display(int indent);
• public class PrimitiveElement : DrawingElement
• public PrimitiveElement(string name)
• public override void Add(DrawingElement c)
• Console.WriteLine(
• "Cannot add to a PrimitiveElement");
• public override void Remove(DrawingElement c)
• "Cannot remove from a PrimitiveElement");
• public override void Display(int indent)
• new String('-', indent) + " " + name);
• public class CompositeElement : DrawingElement
• List<DrawingElement> elements = new List<DrawingElement>();
• public CompositeElement(string name)
• public override void Add(DrawingElement d)
• elements.Add(d);
• public override void Remove(DrawingElement d)
• elements.Remove(d);
• Console.WriteLine(new String('-', indent) +
• "+ " + name);
• // Display each child element on this node
• foreach (DrawingElement d in elements)
• d.Display(indent + 2);