设计模式（C#）——08组合模式

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      游戏通常包含许多视图。主视图中显示角色。有一个子视图，显示玩家的积分。有一个子视图，显示游戏中剩下的时间。

      可维护性应该是游戏开发过程中的主要关注点。每个视图不应具有不同的函数名称或不同的访问点。相反，你想要为每个视图提供一个统一的访问点，即相同的函数调用应该既能够访问主视图也能够访问子视图。这种统一的接入点可以使用组合设计模式。

游戏开发中常用的设计模式之一组合模式

      组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。

      组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。它使我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

      组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

组合模式的要素：

1、抽象构件（Component ）:它是所有叶子构件和容器构件的共同父类，里面声明了叶子构件和容器构件的所有方法；

2、容器构件（Composite）:定义有枝节点行为，用来存储子部件，在Component接口中实现与子部件有关操作，如增加（Add）和删除（Delete）等。

3、叶子构件（Leaf）:在组合中表示叶子结点对象，叶子结点没有子结点，对于从父类中继承过来的容器构件的方法，由于它不能实现，可以抛出异常；

      此模式将每个视图放置在树状结构中，从而为每个视图提供统一的访问点。取代了需要用不同的函数来访问不同的子视图，组合模式可以用相同的函数访问任何视图。继续使用上面的列子，使用组合模式来分解游戏中的视图如下：



      下面举一个Unity中组件的层级结构的例子来帮助大家更加清除的学习组合模式。在Unity中每个GameObject对象都有一个Transform组件，这个组件提供了几个和游戏对象分层操作有关的方法和变量。

变量：

childCount：代表子组件数量

parent：代表父组件中的Transform对象引用

方法：

DetachChildren:解除所有子组件与本身的关联

Find: 寻找子组件

GetChild: 使用Index的方式取回子组件

IsChildOf: 判断某个Transform对象是否为其子组件

SetParent:设置某个Transform对象为其父组件

      再仔细分析，则可以将Unity3D的Transform类当成是一个通用类，因为它并不明显得可以察觉出其下又被再分成“目录节点”或是单纯的“单的终端节点”

      其实应该说，Transform类完全符合组合模式的需求：“让客户端在操作各个对象或组件时是一致的”。

      因此对于场景上所有的游戏对象GameObject，可以不管它们最终代表的什么，对于所有操作都能正确反应。

下面介绍下如何使用代码实现：

1.创建抽象构件（IComponent）：

public abstract class IComponent
{
    protected string m_Value;

    public abstract void Operation();

    public virtual void Add(IComponent theComponent) {}
    public virtual void Remove(IComponent theComponent) { }
    public virtual IComponent GetChild(int index)
    {
        return null;
    }
}

2、容器构件（Composite）:

//节点类
public class Composite : IComponent
{
    List<IComponent> m_Childs = new List<IComponent>();

    public Composite(string Value)
    {
        m_Value = Value;
    }

    public override void Operation()
    {
        foreach (IComponent theComponent in m_Childs)
        {
            theComponent.Operation();
        }
    }

    public override void Add(IComponent theComponent)
    {
        m_Childs.Add(theComponent);
    }

    public override void Remove(IComponent theComponent)
    {
        m_Childs.Remove(theComponent);
    }

    public override IComponent GetChild(int index)
    {
        return m_Childs[index];
    }
}

3、叶子构件（Leaf）

//叶子类
public class Leaf : IComponent
{
    public Leaf(string Value)
    {
        m_Value = Value;
    }

    public override void Operation(){}
}

4.使用组合模式：

//测试类
public class TestComposite
{
    void UnitTest()
    {
        IComponent theRoot = new Composite("Root");

        theRoot.Add(new Leaf("Leaf1"));
        theRoot.Add(new Leaf("Leaf2"));

        IComponent theChild1 = new Composite("Child1");
        theChild1.Add(new Leaf("Child1.Leaf1"));
        theChild1.Add(new Leaf("Child1.Leaf2"));
        theRoot.Add(theChild1);

        IComponent theChild2 = new Composite("Child2");
        theChild2.Add(new Leaf("Child2.Leaf1"));
        theChild2.Add(new Leaf("Child2.Leaf2"));
        theChild2.Add(new Leaf("Child2.Leaf3"));
        theRoot.Add(theChild2);

        theRoot.Operation();
    }
}

总结

优点：

界面与功能分离，更具移植性

工作切分更容易，当脚本移除，就可以让UI设计交由美术和企划组装

界面更改不影响项目：只要维持组件名称不变，界面的更改就不容易影响到游戏现有程序功能的运行。

缺点：

组件名称重复，如果没有将层级切分好，就容易出现该问题，在工具名称添加警告可以解决。

组件更名不易：组件名需要通过字符串来查找，界面组件一旦不能获取，则会出现null值，和不正确的场景，应对的方法同样是在UnityTool中添加查找失败的警告。