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C#设计模式十:Composite(含实例源码)

C#设计模式十:Composite(含实例源码)

作者: GoodTekken | 来源:发表于2020-12-22 18:34 被阅读0次

    主程序

    static void Main(string[] args)
    {
        Element server1 = new GameServer("GS1", "192.168.0.1");
        server1.Add(new GameService("Lobby1", 1, "S5Lobby1"));
        server1.Add(new GameService("Gate1", 2, "S5Gate1"));
        server1.Add(new GameService("DataExchange1", 3, "S5DataExchange1"));
        server1.Add(new GameService("Rank1", 4, "S5Rank1"));
        server1.Add(new GameService("Log1", 5, "S5Log1"));
    
        Element server2 = new GameServer("GS2", "192.168.0.2");
        server2.Add(new GameService("Lobby2", 1, "S5Lobby2"));
        server2.Add(new GameService("Gate2", 2, "S5Gate2"));
        server2.Add(new GameService("DataExchange2", 3, "S5DataExchange1"));
        server2.Add(new GameService("Rank2", 4, "S5Rank2"));
        server2.Add(new GameService("Log2", 5, "S5Log2"));
    
        Element area = new GameArea("电信区");
        area.Add(server1);
        area.Add(server2);
        area.Display();
        area.Start();
        area.Stop();
    
        Console.ReadKey();
    }
    }
    

    Element类

    abstract class Element
    {
        protected string name;
        public Element(string name)
        {
            this.name = name;
        }
        public abstract void Add(Element element);
        public abstract void Remove(Element element);
        public abstract void Display();
        public abstract void Start();
        public abstract void Stop();
    }
    

    GameServer类

    class GameServer:Element
    {
        private string serverIP;
        private List<GameService> serviceList = new List<GameService>();
        public GameServer(string name, string serverIP):base(name)
        {
            this.serverIP = serverIP;
        }
        public override void Add(Element element)
        {
            serviceList.Add((GameService)element);
        }
        public override void Remove(Element element)
        {
            serviceList.Remove((GameService) element);
        }
        public override void Display()
        {
            Console.WriteLine(string.Format("{0}{1}({2}){3}", 
                new string('+', 10), 
                name,
                serverIP, 
                new string('+', 10)));
            foreach (Element element in serviceList)
            {
                element.Display();
            }
        }
        public override void Start()
        {
            serviceList.Sort();
            Console.WriteLine("=============Starting the whole " + name + "=============");
            for (int i = 0; i < serviceList.Count; i++ )
            {
                serviceList[i].Start();
            }
            Console.WriteLine("=============The whole " + name + "started ============= ");
        }
        public override void Stop()
        {
            Console.WriteLine("=============Stopping the whole " + name + "=============");
            for (int i = serviceList.Count - 1; i >= 0; i--)
            {
                serviceList[i].Stop();
            }
            Console.WriteLine("=============The whole " + name + "stopped ============= ");
        }
    }
    

    GameService类

    class GameService : Element,IComparable<GameService>
    {
        private int serviceType;
        private string serviceName;
        public GameService(string name, int serviceType, string serviceName):base(name)
        {
            this.serviceName = serviceName;
            this.serviceType = serviceType;
        }
        public override void Add(Element element)
        {
            throw new ApplicationException("xxx");
        }
        public override void Remove(Element element)
        {
            throw new ApplicationException("xxx");
        }
        public override void Display()
        {
            Console.WriteLine(string.Format("name:{0},serviceType:{1},serviceName:{2}",
            name, 
            serviceType, 
            serviceName));
        }
        public override void Start()
        {
            Console.WriteLine(string.Format("{0} started", name));
        }
        public override void Stop()
        {
            Console.WriteLine(string.Format("{0} stopped", name));
        }
        public int CompareTo(GameService other)
        {
            return other.serviceType.CompareTo(serviceType);
        }
    
    }
    

    GameArea类

    class GameArea : Element
    {
        private List<GameServer> serverList = new List<GameServer>();
        public GameArea(string name) : base(name)
        {
        }
    
        public override void Add(Element element)
        {
            serverList.Add((GameServer)element);
        }
        public override void Remove(Element element)
        {
            serverList.Remove((GameServer) element);
        }
        public override void Display()
        {
            Console.WriteLine(new string('=', 20));
            Console.WriteLine(" " + name);
            Console.WriteLine(new string('=', 20));
            foreach (Element element in serverList)
            {
                element.Display();
            }
        }
        public override void Start()
        {
            Console.WriteLine("=============Starting the whole " + name+ "=============");
            foreach (Element element in serverList)
            {
                element.Start();
            }
            Console.WriteLine("=============The whole " + name + "started ============= ");
        }
        public override void Stop()
        {
            Console.WriteLine("=============Stopping the whole " + name+ "=============");
            foreach (Element element in serverList)
            {
                element.Stop();
            }
            Console.WriteLine("=============The whole " + name + " stopped ============= ");
        }
    }
    

    意图

    将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

    场景

    我们知道,一个网络游戏通常会有多个游戏大区。每一个游戏大区会有很多游戏服务器(一个游戏大区就是一组游戏服务器)。每一个游戏服务器上会有不同的服务(可以是多个服务)。
    这是一个明显的部分-整体关系,假设我们现在需要制作一个服务器管理工具,用于显示所有大区、服务器以及服务的信息,并且能开启这些服务(可以是单独开启一个服务,也可以是开启整个服务器上的所有服务,也可以是开启整个大区的所有服务)。
    可以看到,游戏服务器和游戏大区都是一个组合对象,而游戏服务是最底层的节点。客户端在开启一个游戏大区服务的时候,必须和游戏服务器以及游戏服务进行依赖,而在开启游戏服务器上所有服务的时候,必须和游戏服务进行依赖。
    试想一下,如果一个公司的总裁在管理上不但需要和各总监以及经理进行沟通,还有和底层的员工沟通,那么总裁是不是会太忙碌了一点?由此,我们引入组合模式,使组合对象和单个对象具有一样的表现形式。

    代码说明

    • Element类型就是抽象构件的角色,它给组合对象以及单个对象提供了一个一致的接口,使得它们都能有一致的行为。
    • 这里就出现一个问题,组合对象需要通过Add和Remove方法来为其添加子节点,而最底层的树叶构件下并没有任何子节点,在接口中定义这些操作子节点方法的方式叫做透明方式的合成模式,缺点就是不够安全,容易在运行时出现异常。
      如果把这些操作子节点的方法定义从抽象构件中删除,由各树枝构件来实现的话,就是安全方式的合成模式,缺点也就是不够透明。具体怎么做还要根据自己的需求。
    • GameService当然就是树叶构件, 如果调用它的Add以及Remove方法会抛出一个异常。当然,你也可以以其它方式来记录这种逻辑错误。
    • GameServer是一个树枝构件。 一个游戏服务器上会有多个游戏服务。 这里注意到一点,在开启服务器上所有服务的时候,我们对服务进行了排序,排序是按照服务的类型进行的。然后,我们按照服务类型从大到小的次序开启了服务。
      一般一个网络游戏的服务会有很多种,而这些服务的开启是有先后次序的,先开记录日志的服务、排名服务、再开数据交换的服务、最后才是大厅服务等。我们不可能让用户进入大厅的时候没有地方写数据和日志吧。
      开启服务是按照次序的,那么关闭服务也就是按照相反的次序了。
    • 从上面这点,我们就可以看到组合模式的好处了,树枝构件在管理树叶构件的时候通常还会有一些逻辑,不会是简单的增加和删除操作。如果这些工作交给客户端去做的话,就太不合理了。
    • 最上层的树枝构件就是GameArea类型。它并没有什么特殊的地方。

    何时采用

    • 从代码角度来说,如果类型之间组成了层次结构,你希望使用统一的接口来管理每一个层次的类型的时候。
    • 从应用角度来说,如果你希望把一对多的关系转化为一对一的关系的时候。

    实现要点

    • 使用透明模式还是安全模式根据自己的需要定。
    • 在某些情况下,树叶构件可以访问树枝构件获取一些信息。
    • 如果树叶构件数量比较多,树枝构件频繁遍历子节点的话可以考虑进行缓存。
    • 既然所有对象有了统一的接口,客户端应该针对抽象构件进行编程。

    注意事项

    C#设计模式一:Singleton(含实例源码)
    C#设计模式二:AbstractFactory(含实例源码)
    C#设计模式三:FactoryMethod(含实例源码)
    C#设计模式四:Prototype(含实例源码)
    C#设计模式五:Builder(含实例源码)
    C#设计模式六:Adapter(含实例源码)
    C#设计模式七:Facade(含实例源码)
    C#设计模式八:Proxy(含实例源码)
    C#设计模式九:Flyweight(含实例源码)

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