设计模式循序渐进（3）合成模式 Composite

模式解说：
  合成模式把多个对象合成为树状结构用以表现“个别－整体”的层次结构。合成模式让客户端能够用统一的方法处理单个对象和合成对象。

模式结构：
  TComponent：抽象部件；声明合成对象的接口；实现所有类通用接口的缺省行为；
  TLeaf：叶部件；表示合成中的叶节点对象；叶对象无字节点；
  TComposite：合成部件；表示合成中的枝节点对象；拥有子部件(子节点)；
  TClient：客户；通过TComponent接口操作合成部件的对象。

UML结构图：


Delphi代码实现：模式实现

// Added by zhangsk 2008-6-4 18:29:56 结构型模式编程－合成模式
unit uCompsite;

interface

uses
  SysUtils, Contnrs;

type
  TClient = class(TObject)
  end;

  TComponent = class(TObject)
  public
    constructor Create; virtual; abstract;
    procedure Add(Component: TComponent); virtual; abstract;
    function GetChild(index: Integer): TComponent; virtual; abstract;
    procedure Operation; virtual; abstract; //某个操作抽象接口
    procedure Remove(Component: TComponent); virtual; abstract;
  end;

  TComposite = class(TComponent)
  private
    children: TObjectList; //子部件对象列表
  public
    constructor Create; override;
    procedure Add(Component: TComponent); override;
    function GetChild(index: Integer): TComponent; override;
    procedure Operation; override;  //枝节点的具体操作
    procedure Remove(Component: TComponent); override;
  end;

  TLeaf = class(TComponent)
  public
    procedure Add(Component: TComponent); override;
    function GetChild(index: Integer): TComponent; override;
    procedure Operation; override;  //叶节点的具体操作
    procedure Remove(Component: TComponent); override;
  end;

implementation

{ TComposite }

procedure TComposite.Add(Component: TComponent);
begin
//  inherited;
  //管理子部件对象：新增
  children.Add(Component);
end;

constructor TComposite.Create;
begin
//  inherited;
  //创建子部件对象列表
  children := TObjectList.Create;
end;

function TComposite.GetChild(index: Integer): TComponent;
begin
  //管理子部件对象：检索
  Result := TComponent(children.Items[index]);
end;

procedure TComposite.Operation;
begin
//  inherited;
  //枝节点的具体操作实现
end;

procedure TComposite.Remove(Component: TComponent);
begin
//  inherited;
  //管理子部件对象：删除
  children.Remove(Component);  
end;

{ TLeaf }

procedure TLeaf.Add(Component: TComponent);
begin
//  inherited;
  raise Exception.CreateFmt('%s 类实例是叶节点对象，无法为其增加字节点对象！',
    [ClassName]);
end;

function TLeaf.GetChild(index: Integer): TComponent;
begin
  Result := nil;
end;

procedure TLeaf.Operation;
begin
//  inherited;
  //叶节点的具体操作实现
end;

procedure TLeaf.Remove(Component: TComponent);
begin
//  inherited;
  raise Exception.CreateFmt('%s 类实例是叶节点对象，无法为其删除字节点对象！',
    [ClassName]);
end;

end.

通过合成模式处理部门员工工资问题：
uCompsiteOrg.pas

unit uCompsiteOrg;


interface

uses
  SysUtils, Classes, Contnrs;

type
  TComponentMan = class(TObject)
  public
    constructor Create(name: string; salary: Integer); virtual; abstract;
    procedure Add(Component: TComponentMan); virtual; abstract;
    function GetChild(index: Integer): TComponentMan; virtual; abstract;
    procedure Operation; virtual; abstract; //某个操作抽象接口
    procedure Remove(Component: TComponentMan); virtual; abstract;
    function GetSalary: Integer; virtual; abstract;
    procedure FreeChildren; virtual; abstract;
    function GetName: string; virtual; abstract;
    function GetSalaries: Integer; virtual; abstract;
    procedure SetItems(items: TStrings; level: Integer); virtual; abstract;
  end;

  TCompositeManage = class(TComponentMan)
  private
    children: TObjectList; //子部件对象列表
    FName: string;
    Fsalary: Integer;
    function GetSalary: Integer; override;
  public
    constructor Create(name: string; salary: Integer); override;
    procedure Add(Component: TComponentMan); override;
    function GetChild(index: Integer): TComponentMan; override;
    procedure Operation; override;  //枝节点的具体操作
    procedure Remove(Component: TComponentMan); override;
    procedure FreeChildren; override;
    function GetName: string; override;
    function GetSalaries: Integer; override;
    procedure SetItems(items: TStrings; level: Integer); override;
  end;

  TLeafEmployee = class(TComponentMan)
  private
    FName: string;
    Fsalary: Integer;
    function GetSalary: Integer; override;
  public
    constructor Create(name: string; salary: Integer);
    procedure Add(Component: TComponentMan); override;
    function GetChild(index: Integer): TComponentMan; override;
    procedure Operation; override;  //叶节点的具体操作
    procedure Remove(Component: TComponentMan); override;
    procedure FreeChildren; override;
    function GetName: string; override;
    function GetSalaries: Integer; override;
    procedure SetItems(items: TStrings; level: Integer); override;
  end;

implementation

uses
  Forms;

const
  const_line = '---';

{ TComposite }

procedure TCompositeManage.Add(Component: TComponentMan);
begin
//  inherited;
  //管理子部件对象：新增
  children.Add(Component);
end;

constructor TCompositeManage.Create(name: string; salary: Integer);
begin
//  inherited;
  //创建子部件对象列表
  children := TObjectList.Create;
  FName := name;
  Fsalary := salary;
end;

procedure TCompositeManage.FreeChildren;
var
  i: Integer;
  s: string;
  obj: TComponentMan;
begin
  if Self <> nil then
  begin
    for i := children.Count - 1 downto 0 do
    begin
      obj := TComponentMan(children.Items[i]);
      obj.FreeChildren;
    end;

    // Added by zhangsk 2008-6-4 19:19:18 演示销毁对象
    s := '销毁对象  TComposite   ' + GetName;
    Application.MessageBox(PChar(s), '提示', 0);
    FreeAndNil(Self);
  end;  
end;

function TCompositeManage.GetChild(index: Integer): TComponentMan;
begin
  //管理子部件对象：检索
  Result := TComponentMan(children.Items[index]);
end;

function TCompositeManage.GetName: string;
begin
  Result := FName;
end;

function TCompositeManage.GetSalaries: Integer;
var
  i, sum, n: Integer;
  nam: string;
begin
  sum := GetSalary;
  for i := 0 to children.Count - 1 do
  begin
    //调试中观察nam的值就可以了解合成模式是如何递归遍历对象的
     nam := TComponentMan(children.Items[i]).GetName;

    n := TComponentMan(children.Items[i]).GetSalaries;
    sum := sum + n;
  end;
  Result := sum;
end;

function TCompositeManage.GetSalary: Integer;
begin
  Result := Fsalary;
end;

procedure TCompositeManage.Operation;
begin
//  inherited;
  //枝节点的具体操作实现
end;

procedure TCompositeManage.Remove(Component: TComponentMan);
begin
//  inherited;
  //管理子部件对象：删除
  children.Remove(Component);  
end;

{ TLeaf }

procedure TLeafEmployee.Add(Component: TComponentMan);
begin
//  inherited;
  raise Exception.CreateFmt('%s 类实例是叶节点对象，无法为其增加字节点对象！',
    [ClassName]);
end;

constructor TLeafEmployee.Create(name: string; salary: Integer);
begin
  FName := name;
  Fsalary := salary;
end;

procedure TLeafEmployee.FreeChildren;
var
  s: String;
begin
  if Self <> nil then
  begin
    // Added by zhangsk 2008-6-4 19:04:34 演示销毁对象
    s := '销毁对象  ' + GetName;
    Application.MessageBox(PChar(s), '提示', 0);
    FreeAndNil(Self);
  end;  

end;

function TLeafEmployee.GetChild(index: Integer): TComponentMan;
begin
  Result := nil;
end;

function TLeafEmployee.GetName: string;
begin
  Result := FName;
end;

function TLeafEmployee.GetSalaries: Integer;
begin
  Result := Fsalary;
end;

function TLeafEmployee.GetSalary: Integer;
begin
  Result := Fsalary;
end;

procedure TLeafEmployee.Operation;
begin
//  inherited;
  //叶节点的具体操作实现
end;

procedure TLeafEmployee.Remove(Component: TComponentMan);
begin
//  inherited;
  raise Exception.CreateFmt('%s 类实例是叶节点对象，无法为其删除字节点对象！',
    [ClassName]);
end;

procedure TLeafEmployee.SetItems(items: TStrings; level: Integer);
var
  s: string;
  i: Integer;
begin
  for i := 1 to level do s := s + const_line;
  s := s + FName;
  items.AddObject(s, Self);
end;

procedure TCompositeManage.SetItems(items: TStrings; level: Integer);
var
  s: string;
  i: Integer;
  curItem: TStringList;
begin
  for i := 1 to level do s := s + const_line;
  s := s + FName;
  items.AddObject(s, Self);
  for i := 0 to children.Count - 1 do
  begin
    TComponentMan(children.Items[i]).SetItems(items, level + 1);
  end;  
end;

end.

Unit1.pas

unit Unit1;

interface

uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls,
  uCompsiteOrg;

type
  TForm1 = class(TForm)
    mmo1: TMemo;
    btn1: TButton;
    ListBox1: TListBox;
    procedure btn1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);
    procedure ListBox1Click(Sender: TObject);
    procedure mmo1Click(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
    Root: TComponentMan;
    procedure DataIni;
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.DataIni;
var
  M_MKT,
  M_PRD,
  D_MKT1,
  D_MKT2: TCompositeManage;
  DisplayItems: TStrings;
  Employee: TLeafEmployee;
begin
  Root := TCompositeManage.Create('总经理', 10000);
  Root.Add(TLeafEmployee.Create('总经理秘书', 2000));
  M_MKT := TCompositeManage.Create('市场部经理', 5000);
  D_MKT1 := TCompositeManage.Create('销售主管', 3000);
  D_MKT1.Add(TLeafEmployee.Create('高级推销员', 2000));
  D_MKT1.Add(TLeafEmployee.Create('见习推销员', 1000));
  D_MKT2 := TCompositeManage.Create('市场主管', 3000);
  D_MKT2.Add(TLeafEmployee.Create('市场调研员', 2000));
  M_PRD := TCompositeManage.Create('制造部经理', 5000);
  M_PRD.Add(TLeafEmployee.Create('制造部雇员A', 2000));
  M_PRD.Add(TLeafEmployee.Create('制造部雇员B', 2000));
  Root.Add(M_MKT);
  M_MKT.Add(D_MKT1);
  M_MKT.Add(D_MKT2);
  Root.Add(M_PRD);
  //叶节点不能加入子对象，下面语句用于测试异常。
//  Employee := TLeafEmployee.Create('雇员', 800);
//  Employee.Add(TLeafEmployee.Create('其它雇员', 600));
  DisplayItems := TStringList.Create;
  Root.SetItems(DisplayItems, 0);
  ListBox1.Items := DisplayItems;
end;

procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject);
begin
  Close;
end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  DataIni;
end;

procedure TForm1.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);
begin
  Root.FreeChildren;
end;

procedure TForm1.ListBox1Click(Sender: TObject);
var
  s: string;
  person: TComponentMan;
begin
  person := TComponentMan(ListBox1.Items.Objects[ListBox1.ItemIndex]);
  s := person.GetName;
  mmo1.Lines.Add(s);

  s := IntToStr(person.GetSalaries);
  if person.GetChild(0) <> nil then
    mmo1.Lines.Add(Format('部门工资：%s', [s]));

  s := IntToStr(person.GetSalary);
  mmo1.Lines.Add(Format('个人工资：%s', [s]));
  mmo1.Lines.Add('===============================');
end;

procedure TForm1.mmo1Click(Sender: TObject);
begin
  mmo1.Clear;
end;

end.