史帝芬心得筆記 -- Composite Pattern (合成模式)

在看Composite Pattern之前，建議先看一下Iterator Pattern， Iterator Pattern可巡訪聚合物件裡的元素，而這些元素是同類別的。Composite Pattern也會有巡訪的動作，巡訪的類別會有個別類別物件和組合類別物件，但是Composite Pattern會將物件組織成樹狀結構，並且讓外界以一致性的方式對待個別類別物件和組合類別物件。下圖是GoF書中Composite Pattern的類別圖，個別類別Left和組合類別Composite都繼承Component，透過這樣的繼承關係，才能使得巡訪時，可將個別類別物件及組合類別物件視為相同的類別。

這裡我們將以檔案系統為例，實作Composite Pattern，類別圖如下。個別類別File及組合類別Directory都繼承Entry，Directory可包含多個File及多個Directory，實際巡訪元素時，操作的是Entry，所以，也就是將這兩個不同類別的物件視為相同，實際上的實作是在File和Directory中，而非在Entry。

程式 (C#)

using System;
using System.Collections;

namespace Composite
{
    public abstract class Entry
    {
        private string name;

        public Entry(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        public string Name
        {
            get { return name; }
            set { name = value; }
        }

        public virtual int Size
        {
            get { return 0; }
        }

        public virtual Entry add(Entry entry)
        {
            throw new Exception();
        }

        public abstract void printList(string prefix);

        public void printList()
        {
            printList("");
        }
    }

    public class File : Entry
    {
        private int size;

        public File(string name, int size)
            : base(name)
        {
            this.size = size;
        }

        public override int Size
        {
            get { return size; }
        }

        public override void printList(string prefix)
        {
            Console.WriteLine("{0}/{1} ({2})", prefix, Name, Size);
        }
    }

    public class Directory : Entry
    {
        private ArrayList directory = new ArrayList();

        public Directory(string name)
            : base(name)
        {

        }

        public override int Size
        {
            get
            {
                int size = 0;
                foreach (Entry entry in directory)
                {
                    size += entry.Size;
                }

                return size;
            }
        }

        public override Entry add(Entry entry)
        {
            directory.Add(entry);
            return this;
        }

        public override void printList(string prefix)
        {
            Console.WriteLine("{0}/{1} ({2})", prefix, Name, Size);
            foreach (Entry entry in directory)
            {
                entry.printList(prefix + "/" + Name);
            }
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Directory windows = new Directory("Windows");
            Directory system32 = new Directory("system32");
            windows.add(system32);
            windows.add(new File("desktop.ini", 923));
            windows.add(new File("TASKMAN.EXE", 15360));
            system32.add(new File("shutdown.exe", 23552));

            windows.printList();

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

執行結果

/Windows (39835)
/Windows/system32 (23552)
/Windows/system32/shutdown.exe (23552)
/Windows/desktop.ini (923)
/Windows/TASKMAN.EXE (15360)