.NET 设计模式—组合模式（Composite Pattern）

简介

组合模式是一种结构型设计模式，它允许将对象组合成树形结构以表示“整体/部分”层次结构。该模式可以让客户端通过统一的方式处理单个对象和对象组合，从而使得代码更加简洁、灵活。

角色

• Component（组件）：定义了对象接口，可以包括一些默认行为和子节点管理方法。
• Leaf（叶子节点）：实现了 Component 接口，表示树形结构中的叶子节点对象。
• Composite（组合节点）：实现了 Component 接口，表示树形结构中的非叶子节点对象，可以管理子节点，并实现了与子节点有关的操作。

优点

• 统一的接口：客户端可以通过统一的方式来处理单个对象和对象组合。
• 简化客户端代码：客户端不需要知道对象组合的具体实现方式，从而使得客户端代码更加简洁、灵活。
• 可扩展性：可以通过添加新的组合节点和叶子节点来扩展对象的层次结构。

缺点

• 限制类型：组合模式要求所有组合对象都实现相同的接口，这可能会限制对象类型的灵活性。
• 不容易限制组件类型：在某些情况下，我们可能希望限制某个组合对象只能包含特定类型的子节点，但组合模式并不容易实现这种限制

应用场景

• 需要构建对象层次结构的场景。
• 需要统一处理单个对象和对象组合的场景。
• 需要动态地添加或删除对象的场景。

实现

using System.Collections.Generic;
 
// 组合模式的抽象组件
abstract class Component
{
    public abstract void Add(Component component);
    public abstract void Remove(Component component);
    public abstract void Display(int depth);
}
 
// 叶子节点，没有子节点的节点
class Leaf : Component
{
    public override void Add(Component component)
    {
        // 叶子节点不能添加子节点，抛出异常
        throw new System.NotImplementedException();
    }
 
    public override void Remove(Component component)
    {
        // 叶子节点没有子节点，抛出异常
        throw new System.NotImplementedException();
    }
 
    public override void Display(int depth)
    {
        // 显示叶子节点的信息
        Console.WriteLine(new String('-', depth) + " Leaf");
    }
}
 
// 容器节点，可以包含子节点
class Composite : Component
{
    private readonly List<Component> _children = new List<Component>();
 
    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) + " Composite");
 
        // 显示所有子节点
        foreach (var child in _children)
        {
            child.Display(depth + 2);
        }
    }
}