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组合模式

在程序设计中,有一些和“事物是由相似的子事物构成”类似的思想。组合模式就是用小的子对象来构建更大的对象,而这些小的子对象本身也许是由更小的“孙对象”构成的。

组合宏命令

1const MacroCommand = function () {
2 return {
3 commandList: [],
4 add(command) {
5 this.commandList.push(command)
6 return this
7 },
8 execute(e) {
9 this.commandList.forEach(command => command.execute(e))
10 return this
11 },
12 }
13}
14
15const MicroCommand = function (fn) {
16 return {
17 add() {
18 throw new Error('微命令(叶对象)不能添加子命令(子节点)')
19 },
20 execute(e) {
21 fn(e)
22 },
23 }
24}
25
26const openAcCommand = MicroCommand(function (e) {
27 console.log('打开空调')
28})
29
30const openTvCommand = MicroCommand(function (e) {
31 console.log('打开电视')
32})
33
34const closeWindowCommand = MicroCommand(function (e) {
35 console.log('关窗')
36})
37
38const closeDoorCommand = MicroCommand(function (e) {
39 console.log('关门')
40})
41
42const setCommand = function (button, command) {
43 button.onclick = (e) => {
44 command.execute(e)
45 }
46}
47
48const openCommand = MacroCommand().add(openAcCommand).add(openTvCommand)
49const closeCommand = MacroCommand().add(closeWindowCommand).add(closeDoorCommand)
50const allCommand = MacroCommand().add(openCommand).add(closeCommand)
51
52setCommand(document.querySelector('#btn'), allCommand)

基本对象可以被组合成更复杂的组合对象,组合对象又可以被组合,这样不断递归下去,这棵树的结构可以支持任意多的复杂度。在树最终被构造完成之后,让整颗树最终运转起来的步骤非常简单,只需要调用最上层对象的 execute 方法。每当对最上层的对象进行一次请求时,实际上是在对整个树进行深度优先的搜索,而创建组合对象的程序员并不关心这些内在的细节,往这棵树里面添加一些新的节点对象是非常容易的事情。

组合模式最大的优点在于可以一致地对待组合对象和基本对象。

客户不需要知道当前处理的是宏命令还是普通命令,只要它是一个命令,并且有execute方法,这个命令就可以被添加到树中。

组合模式例子——扫描文件夹

扫描部分的代码很简单,跟上面的很像,这里只看删除文件夹或文件的部分

当我们删除文件(夹)时,实际上是在它的上层文件夹中删除的,这时就需要子节点保存父节点的引用

1class Folder {
2 constructor(name) {
3 this.name = name
4 this.parent = null // 父节点
5 this.files = []
6 }
7
8 add(file) {
9 file.parent = this // 子节点保存父节点引用
10 this.files.push(file)
11 }
12
13 remove() {
14 if (!this.parent) return
15 this.parent.filter(file => file !== this)
16 }
17}
18
19class File {
20 constructor(name) {
21 this.name = name
22 this.parent = null
23 }
24
25 add() {
26 throw new Error('不能在文件中添加')
27 }
28
29 remove() {
30 if (!this.parent) return
31 this.parent.filter(file => file !== this)
32 }
33}

很容易让人联想到 Vue 中的组件

注意点

  • 组合模式并不是父子关系:组合模式是一种 HAS-A(聚合)的关系,而不是 IS-A。组合对象包含一组叶对象,但 Leaf 并不是 Composite 的子类。组合对象把请求委托给它所包含的所有叶对象,它们能够合作的关键是拥有相同的接口。

  • 对叶对象操作的一致性:组合模式除了要求组合对象和叶对象拥有相同的接口之外,还有一个必要条件,就是对一组叶对象的操作必须具有一致性。

  • 双向映射关系:有些复杂的情况我们必须给父节点和子节点创建双向映射关系,但有时这种相互间的引用相当复杂,而且对象之间产生了过多的耦合性,修改或者删除一个对象都变得困难,此时我们可以引入中介者模式来管理这些对象。

  • 用职责链模式提高组合模式性能:在组合模式中,如果树的结构比较复杂,节点数量很多,在遍历树的过程中,性能方面也许表现得不够理想。有时候我们确实可以借助一些技巧,在实际操作中避免遍历整棵树,有一种现成的方案是借助职责链模式。

何时使用

  • 表示对象的部分-整体层次结构:组合模式可以方便地构造一棵树来表示对象的部分-整体结构。特别是我们在开发期间不确定这棵树到底存在多少层次的时“候。在树的构造最终完成之后,只需要通过请求树的最顶层对象,便能对整棵树做统一的操作。在组合模式中增加和删除树的节点非常方便,并且符合开放-封闭原则。

  • 客户希望统一对待树中的所有对象:组合模式使客户可以忽略组合对象和叶对象的区别,客户在面对这棵树的时候,不用关心当前正在处理的对象是组合对象还是叶对象,也就不用写一堆if、else语句来分别处理它们。组合对象和叶对象会各自做自己正确的事情,这是组合模式最重要的能力。

优缺点

优点:

  • 组合模式可以让我们使用树形方式创建对象的结构。我们可以把相同的操作应用在组合对象和单个对象上。在大多数情况下,我们都可以忽略掉组合对象和单个对象之间的差别,从而用一致的方式来处理它们。

缺点:

  • 它可能会产生一个这样的系统:系统中的每个对象看起来都与其他对象差不多。它们的区别只有在运行的时候会才会显现出来,这会使代码难以理解。

  • 如果通过组合模式创建了过多对象,可能会让系统负担不起