五分钟一个设计模式之组合模式

五分钟一个设计模式，用最简单的方法来描述设计模式。

遍历一棵树

在基于关系型数据库的应用程序中，一对多的关系是在太多了，那么如何来轻松地遍历一棵树呢？
我们今天来介绍一个专门为树形结构而生的设计模式，组合模式。
一棵树包括分支节点和叶子节点，我们让他们实现同样的接口

public interface IComponent
{
    string GetInfo();
}

定义分支节点

public class Composite : IComponent
{
    private string name;
    public Composite(string _name)
    {
        this.name = _name;
    }

    private List<IComponent> children = new List<IComponent>();

    public string GetInfo()
    {
        return string.Format("我是{0}，我有{1}个子节点", name, children.Count);
    }

    /// <summary>
    /// 添加子节点
    /// </summary>
    /// <param name="child"></param>
    public void AddChild(IComponent child)
    {
        children.Add(child);
    }

    /// <summary>
    /// 移除子节点
    /// </summary>
    /// <param name="child"></param>
    public void RemoveChild(IComponent child)
    {
        children.Remove(child);
    }

    public List<IComponent> GetChildren()
    {
        return children;
    }
}

下面是叶子节点

public class Leaf:IComponent
{
    private string name;
    public Leaf(string _name)
    {
        this.name = _name;
    }
    public string GetInfo()
    {
        return "我是" + name;
    }
}

组合模式到底是如何实现遍历一棵树的呢？下面来看场景类

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //先来组织一棵树，根节点包含manage1和manage2，manager1包括员工1和员工2，
        //manager2包括员工3和员工4
        Composite root = new Composite("Boss");
        Composite manager1 = new Composite("Manager1");
        Composite manager2 = new Composite("Manager2");

        IComponent empl1 = new Leaf("员工1");
        IComponent empl2 = new Leaf("员工2");
        IComponent empl3 = new Leaf("员工3");
        IComponent empl4 = new Leaf("员工4");

        manager1.AddChild(empl1);
        manager1.AddChild(empl2);

        manager2.AddChild(empl3);
        manager2.AddChild(empl4);

        root.AddChild(manager1);
        root.AddChild(manager2);

        Console.WriteLine( root.GetInfo());
        DisplayTreeInfo(root);

        Console.ReadKey();
    }

    //遍历函数，递归调用
    static void DisplayTreeInfo(Composite composite)
    {
        foreach (IComponent item in composite.GetChildren())
        {
            if (item is Composite)
            {
                Composite c = item as Composite;
                Console.WriteLine(c.GetInfo());
                DisplayTreeInfo(c);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine(item.GetInfo());
            }
        }
    }
}

运行结果：
我是Boss，我有2个子节点
我是Manager1，我有2个子节点
我是员工1
我是员工2
我是Manager2，我有2个子节点
我是员工3
我是员工4

认识组合模式

组合模式的定义是：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。

在上面的例子中，无论是分支节点还是叶子节点，都实现了同一个接口IComponent，这样的好处是，客户端不需要区分是分支节点还是叶子节点，都可以调用GetInfo方法来完成某个功能。

组合模式的缺点也很明显，违反了依赖倒置原则，客户端在使用时，尽管都可以调用IComponent的GetInfo方法，但是，在遍历时，还是用到了具体的类Composite和Leaf。