结构型模式——复合（Composite）
问题背景
当希望用某种统一的方式表示一个树形结构，并屏蔽内部实现，提供统一接口时，考虑使用复合模式（也叫组合模式）。复合模式的典型应用场景就是界面，界面包括文字、按钮等基本控件，还包括窗口、板块等用于承载其他控件的容器控件。有了这种结构，用户就可以对界面进行任意组合，并且以统一的方式操作界面。拿界面的一个基本功能举例：用户拖动父控件，改变其位置，子控件也会随之改变位置，这项功能的实现就离不开复合模式。
解决方案
为了给所有控件提供统一操作，我们提取一个控件接口IControl，并提供所有控件都具备的操作。对于基本控件，直接实现IControl接口即可；对于容器控件，有两种选择：一是直接实现IControl接口，并将容器控件特有的操作也加入到IControl中；二是再抽象出一个容器接口IContainer，包含容器控件特有的操作，令IContainer继承IControl，之后所有容器控件实现IContainer。
下面分析一下两种做法的优劣势：
第一种做法的好处是透明性强，即用户不需要关心基本控件和容器控件的区别，一致使用IControl接口即可。坏处是安全性差，由于IControl中多了基本控件不具备的操作，需要在基本控件中对这些操作做特殊处理。或提供一个空实现，或抛出异常，或约定不去调用这些接口。但无论如何，这些做法都无法享受编译期检查带来的方便，一切错误都要在运行时才能被察觉。
第二种做法的好处是安全性强，由于容器控件的特有操作被放到了子接口中，编译期就可以帮助检查基本控件是否调用了容器控件的特有接口。但这种做法破坏了透明性——用户必须区分基本控件和容器控件。
综上所述：做法一是以安全性换取透明性，做法二是以透明性换取安全性。
《设计模式》第110页中有这样一句话：在这一模式中，相对于安全性，我们比较强调透明性。如果你选择了安全性，有时你可能会丢失类型信息，并且不得不将一个组件转换成一个组合。这样的类型转换必定不是类型安全的。
可见作者认为在这一模式中透明性更加重要。但我个人认为，我们不该以绝对的眼光去看待任何事物，在实际操作中，最好科学评估这两个指标在具体系统中的重要性后再做决定。
这里采用做法一，程序结构如下：
效果
- 定义了复合结构，理论上可以创建出无限复杂的对象。
- 简化用户操作，用户操作根节点和操作所有结点是等价的。
- 提高了系统的可扩展性，这是面向接口编程的共有优势。
缺陷
上面也提到了，复合模式中的透明性与安全性是鱼与熊掌的关系，必须在二者间作出取舍，这是一方面。另一方面，复合模式带来的透明性异常脆弱，这表现在：实现类不能有任何特殊操作，如果非要为具体实现定义特殊功能，则用户在使用时就必须破坏透明性，将接口类型显示转为实现类型。有句话叫“越高级的结构越脆弱”，说的就是这个意思，复合模式高度透明的条件太过苛刻，导致这种性质非常容易被破坏。
相关模式
- 装饰器：装饰器可以配合复合模式来实现动态增强结点的功能。
- 享元：可以共享某些组件。
- 迭代器：可以按某种规则遍历复合结构。
- 访问器：可以将子节点的操作上移到根节点。
实现
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace Composite
{
class Client
{
public interface IControl
{
bool Add(IControl control);
bool Remove(IControl control);
void Move(int dx, int dy);
}
public class Label : IControl
{
public bool Add(IControl control)
{
return false;
}
public bool Remove(IControl control)
{
return false;
}
public void Move(int dx, int dy)
{
Console.WriteLine($"Label move ({dx}, {dy})");
}
}
public class Button : IControl
{
public bool Add(IControl control)
{
return false;
}
public bool Remove(IControl control)
{
return false;
}
public void Move(int dx, int dy)
{
Console.WriteLine($"Button move ({dx}, {dy})");
}
}
public class Window : IControl
{
private List<IControl> children = new List<IControl>();
public bool Add(IControl control)
{
children.Add(control);
return true;
}
public bool Remove(IControl control)
{
return children.Remove(control);
}
public void Move(int dx, int dy)
{
Console.WriteLine($"Window move ({dx}, {dy})");
foreach (var item in children)
{
item.Move(dx, dy);
}
}
}
public class Panel : IControl
{
private List<IControl> children = new List<IControl>();
public bool Add(IControl control)
{
children.Add(control);
return true;
}
public bool Remove(IControl control)
{
return children.Remove(control);
}
public void Move(int dx, int dy)
{
Console.WriteLine($"Panel move ({dx}, {dy})");
foreach (var item in children)
{
item.Move(dx, dy);
}
}
}
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("构造界面...");
var window = new Window();
var label1 = new Label();
var panel = new Panel();
var label2 = new Label();
var button = new Button();
window.Add(label1);
window.Add(panel);
panel.Add(label2);
panel.Add(button);
Console.WriteLine("移动Window...");
window.Move(100, 100);
Console.WriteLine("删除Window下的Label再移动...");
window.Remove(label1);
window.Move(200, -500);
}
}
}
