Компоновщик (Composite)

К основной странице курса

Назначение

Объединяет объекты в древовидные структуры. Единообразно трактует простые и составные объекты.

Описание

В ряде приложений требуется обрабатывать простые компоненты и составные, состоящие из простых. Например, в векторном графическом редакторе простыми компонентами выступают графические примитивы, а составными - сгруппированный набор графических примитивов.

Необходимость при обработке различать простые и составные компоненты усложняет приложение.

Паттерн Компоновщик рассматривает простые и составные компоненты наследниками некоторого абстрактного класса, тем самым делая единообразной их обработку. Это позволяет в частности включать в составной объект другой составной, формируя дерево объектов.

Реализация

Диаграмма классов

Участники

• Component - компонент

Объявляет интерфейс для компонуемых объектов. Объявляет интерфейс для доступа к потомкам и управления ими. Может объявлять ссылку на родительский элемент (необязательно)

• Leaf - лист

Представляет листовые узлы. Не имеет потомков

• Composite - составной объект

Определяет поведение компонентов, у которых есть потомки. Хранит компоненты-потомки. Реализует операции в интерфейсе класса Component, относящиеся к управлению потомками

• Client - клиент

Манипулирует объектами композиции через интерфейс класса Component

Пример

class MainApp
{
    static void Main()
    {
        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"));

        root.Display(1);
    }
}

abstract class Component
{
    protected string name;

    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);
}

class Composite : Component
{
    List<Component> children = new List<Component>();

    // Constructor
    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);
        foreach (Component component in children)
            component.Display(depth + 2);
    }
}

class Leaf : Component
{
    public Leaf(string name): base(name)
    {  }

    public override void Add(Component c)
    {
        throw new Exception("Cannot add to a leaf");
    }

    public override void Remove(Component c)
    {
        throw new Exception("Cannot remove from a leaf");
    }

    public override void Display(int depth)
    {
        Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);
    }
}

Достоинства и недостатки

• Клиенты могут единообразно работать с простыми и составными объектами
• Облегчается добавление новых типов компонентов

Варианты

• Явные ссылки на родителей
• Разделение компонентов несколькими композитами. Если у компонента есть родитель, в этом случае, возможно, приходится хранить ссылки на всех родителей
• Рассматривание Leaf как Composite, у которого нет потомков, что упрощает обработку.
• Можно объявить операции манипуляции потомками только в классе Composite
• Может потребоваться упорядочение потомков по некоторому принципу (в Я-порядке или вначале листы)