C#面向对象设计模式纵横谈 学习笔记9 Composite 组合(结构型模式)
2008-01-11 00:33
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在我们开发过程中,我们可能需要用到一种设计,一个容器可以包含一个对象,并且也可以包含一个容器,我们需要通过一个接口或一个抽象类来表示这个容器或对象,也就是说容器或对象是同一总类型,但是包含关系,也就是说我们需要用一种模式来实现多叉树的结构。节点可以包含字节点,也可以包含子项。
我们可以通过Composite模式来实现。
首先看看Composite模式的动机:
如何将"客户代码与复杂的对象容器结构"解耦?让对象容器自己来实现自身的复杂结构,从而使得客户代码就像处理简单对象一样来处理复杂的对象容器?
Composite模式的意图:
将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
看看实现的代码
public interface IBox
...{
void Process();
void Add(IBox box);
void Remove(IBox box);
}
这是一个接口,它定义了对象和容器应该需要实现的方法,在这个接口里Add和Remove方法是对象不需要实现的,可以在实现这两个方法是抛出异常,或者为空方法。
public class SingleBox : IBox
...{
public void Process
...{
}
public void Add(IBox box)
...{
throw new Exception();
}
public void Remove(IBox box)
...{
throw new Exception();
}
}
这是对象类的定义,它仅仅实现过了Process方法,表明这个对象需要处理的工作。
public class ContainerBox : IBox
...{
ArrayList list = null;
public ContainerBox()
...{
list = new ArrayList();
}
public void Add(IBox box)
...{
list.Add(box);
}
public void Remove(IBox box)
...{
list.Remove(list);
}
public void Process()
...{
//1.Do Something for myself
//2.Do process for the box in the list
foreach (IBox box in list)
...{
box.Process();
}
}
}
这是容器的实现代码在Add和Remove方法中,我们可以添加实现了IBox接口的对象或容器,在Process方法中,我们依次调用IBox接口的Process方法将每个Box处理一次。
那么我们在客户程序可以像如下代码一样使用
static void Main(string[] args)
...{
IBox box = Factory.GetBox();
box.Add(new SingleBox());
IBox box1 = Factory.GetBox();
box1.Add(box);
box1.Process();
}
可以说我们在容器的Process方法里实现了递归。
Composite模式的几个要点:
Composite模式采用树形结构来实现普遍存在的对象容器,从而将"一对多"的关系转化为"一对一"的关系,使得客户代码可以一致地处理对象和对象容器,无需关心处理的是单个的对象,还是组合的对象容器。
将"客户代码与复杂的对象容器结构"解耦是Composite模式的核心思想,解耦之后,客户代码将与纯粹的抽象接口--而非对象容器的复内部实现结构--发生依赖关系,从而更能"应对变化"。
Composite模式中,是将"Add和Remove等和对象容器相关的方法"定义在"表示抽象对象的Component类"中,还是将其定义在"表示对象容器的Composite类"中,是一个关乎"透明性"和"安全性"的两难问题,需要仔细权衡。这里有可能违背面向对象的"单一职责原则",但是对于这种特殊结构,这又是必须付出的代价。ASP.NET控件的实现在这
方面为我们提供了一个很好的示范。
Composite模式在具体实现中,可以让父对象中的子对象反向追溯;如果父对象有频繁的遍历需求,可使用缓存技巧来改善效率。
Composite模式普遍用于控件中,如控件可以是容器,但是控件也可以被另外一个控件加入,那么另外一个控件也是一个容器。在Asp.Net中也是如此。如果我们将IBox接口看作Control接口,Process方法改为Render方法,就是绘制自己。那么我们会发现,我们把控件慢慢的组合成树,然后使用树的根节点的Render方法,那么我们就将控件容器下的控件和控件容器都Render出来了。
在Asp.Net中Control是使用ControlCollection来实现的,那么它是通过在IBox接口里添加一个Box属性,返回值为IBox,那么我们对象实现这个接口的时候,get访问器可以返回为空。这就是Asp.Net控件给我们提供的很好的示范。如何来权衡透明性和安全性。
我们可以通过Composite模式来实现。
首先看看Composite模式的动机:
如何将"客户代码与复杂的对象容器结构"解耦?让对象容器自己来实现自身的复杂结构,从而使得客户代码就像处理简单对象一样来处理复杂的对象容器?
Composite模式的意图:
将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
看看实现的代码
public interface IBox
...{
void Process();
void Add(IBox box);
void Remove(IBox box);
}
这是一个接口,它定义了对象和容器应该需要实现的方法,在这个接口里Add和Remove方法是对象不需要实现的,可以在实现这两个方法是抛出异常,或者为空方法。
public class SingleBox : IBox
...{
public void Process
...{
}
public void Add(IBox box)
...{
throw new Exception();
}
public void Remove(IBox box)
...{
throw new Exception();
}
}
这是对象类的定义,它仅仅实现过了Process方法,表明这个对象需要处理的工作。
public class ContainerBox : IBox
...{
ArrayList list = null;
public ContainerBox()
...{
list = new ArrayList();
}
public void Add(IBox box)
...{
list.Add(box);
}
public void Remove(IBox box)
...{
list.Remove(list);
}
public void Process()
...{
//1.Do Something for myself
//2.Do process for the box in the list
foreach (IBox box in list)
...{
box.Process();
}
}
}
这是容器的实现代码在Add和Remove方法中,我们可以添加实现了IBox接口的对象或容器,在Process方法中,我们依次调用IBox接口的Process方法将每个Box处理一次。
那么我们在客户程序可以像如下代码一样使用
static void Main(string[] args)
...{
IBox box = Factory.GetBox();
box.Add(new SingleBox());
IBox box1 = Factory.GetBox();
box1.Add(box);
box1.Process();
}
可以说我们在容器的Process方法里实现了递归。
Composite模式的几个要点:
Composite模式采用树形结构来实现普遍存在的对象容器,从而将"一对多"的关系转化为"一对一"的关系,使得客户代码可以一致地处理对象和对象容器,无需关心处理的是单个的对象,还是组合的对象容器。
将"客户代码与复杂的对象容器结构"解耦是Composite模式的核心思想,解耦之后,客户代码将与纯粹的抽象接口--而非对象容器的复内部实现结构--发生依赖关系,从而更能"应对变化"。
Composite模式中,是将"Add和Remove等和对象容器相关的方法"定义在"表示抽象对象的Component类"中,还是将其定义在"表示对象容器的Composite类"中,是一个关乎"透明性"和"安全性"的两难问题,需要仔细权衡。这里有可能违背面向对象的"单一职责原则",但是对于这种特殊结构,这又是必须付出的代价。ASP.NET控件的实现在这
方面为我们提供了一个很好的示范。
Composite模式在具体实现中,可以让父对象中的子对象反向追溯;如果父对象有频繁的遍历需求,可使用缓存技巧来改善效率。
Composite模式普遍用于控件中,如控件可以是容器,但是控件也可以被另外一个控件加入,那么另外一个控件也是一个容器。在Asp.Net中也是如此。如果我们将IBox接口看作Control接口,Process方法改为Render方法,就是绘制自己。那么我们会发现,我们把控件慢慢的组合成树,然后使用树的根节点的Render方法,那么我们就将控件容器下的控件和控件容器都Render出来了。
在Asp.Net中Control是使用ControlCollection来实现的,那么它是通过在IBox接口里添加一个Box属性,返回值为IBox,那么我们对象实现这个接口的时候,get访问器可以返回为空。这就是Asp.Net控件给我们提供的很好的示范。如何来权衡透明性和安全性。
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