Strukturmuster: Kompositum

šbersicht: Strukturmuster: Kompositum

• Mustername und Klassifizierung
• Zweck
• Motivation
• Anwendbarkeit
• Struktur
• Teilnehmer
• Interaktion
• Konsequenzen
• Implementierung
• Beispielcode
• Bekannte Verwendungen
• Verwandte Muster

• Sie Teil-Ganzes-Hierarchien von Objekten repräsentieren wollen.
• Sie wollen, daß die Klienten alle Objekte einheitlich behandeln sollen. Die Klienten sollen nicht zwischen einzelnen und zusammengesetzten Objekten unterscheiden können.

• Komponente
  
  • sie deklariert die Schnittstelle für alle Objekte.
  • Wenn es angebracht ist, wird Defaultverhalten implementiert.
• Blatt
  
  • Besitzt keine Kindobjekt und repräsentiert die Blattobjekte.
  • Definiert das Verhalten von primitiven Objekten in der Konposition.
• Kompositum
  
  • Speichert und verwaltet die Kindobjekte.
  • Implementiert und definiert das Verhalten mit den Kindobjektbezogenen Operationen.
• Klient
  
  • Manipulliert die Objekte in der Komposition durch die Schnittstelle von der Komponente.

1. Der Klient kann vereinfacht auf Blattobjekte und Kompositionsstrukturen zugreifen, denn alle Objekte werden gleich behandelt. Den Klienten sollte es egal sein, ob sie es gerade mit einem Blatt oder einer zusammengesetzten Komponente zu tun haben.
2. Es einfach für Sie neue Arten von Komponenten hinzuzufügen. Die neuen Blatt- und Kompositionsklassen benutzen die gleiche Schnittstelle, deshalb muß der Klientencode nicht geändert werden.
3. Der Nachteil ist die Möglichkeit viele Blatt- und Kompositionsklassen zu definieren. Dadurch kann der Entwurf zu allgemein und unübersichtlich werden. Wenn dann noch eine Komposition nur aus bestimmten Komponenten bestehen soll, ist diese ein Einschränkung nicht ohne Mehraufwand zur Laufzeit zu bewältigen.

1. Explizite Referenz auf das Elternobjekt
   Eine Referenz auf das Elternobjekt kann den Verwaltungsaufwand verkleinern. Zusätzlich wird das Implementieren von weiteren Entwurfmustern erleichtert, wie zum Beispeil das Zuständigkeitsketten-Muster.
2. Gemeinsame Nutzung von Komponenten
   Dadurch können die Speicheranforderungen an das System gesenkt werden. Das Fliegengewichtmuster beschreibt eine Umsetzungsmöglichkeit.
3. Maximieren der Komponentenschnittstelle
   Die Komponentenklasse sollte so viele gemeinsame Operationen der Blatt- und Kompositionsklassen definieren wie möglich (nötig).
4. Deklarieren von Verwaltungsoperationen für Kindobjekte
   Die Operationen zur Verwaltung von Kindobjekten werden nur in den Kompositionsklassen benötigt. Es gibt zwei Möglichkeiten diese Operationen zu implementieren :
   1. Die Operationen werden in der Wurzel der Klassenhierarchie definiert. Dadurch erreichen Sie Transparenz in ihrer Klassenhierarchie. Aber die Klienten können sinnlos versuchen in einem Blattobjekt eine Verwaltungtsoperation aufzurufen, dafür sollte in der Wurzelklasse ein Defaultverhalten implementiert werden. Dieses Defaultverhalten wird von den Blattklassen benutzt und von den Kompositionsklassen überschrieben. Nun haben Sie Transparenz und können jedes Objekt der Klassenhierarchie mit jeder Operation aufrufen. Nur führt dieses manchmal dazu, daß eine Fehlermeldung (Exception) ausgelöst wird oder es daß gar nichts passiert.
   2. Die Verwaltungsoperationen werden nur in den Kompositionsklassen definiert. Dadurch haben Sie Sicherheit, daß es gar nicht möglich ist ein Blattobjekt mit einer Verwaltungsoperation aufzurufen. Diese Aufrufe werden zur Überstzungszeit abgefangen. Sie haben jedoch nun an Tranzparenz verloren, weil nun Blätter und Kompsita unterschiedliche Schnittstellen besitzen.
5. Ort des Behälters für enthaltene Komponenten
   Der Behälter für die Kindobjekte wird lediglich in den Kompositionsklassen gebraucht. Werden nun die Behälter in der Komponentenklassen implementiert, führt dies zu einer Speicherplatzverschwendung in den Blättern.
6. Ordnung der Kindobjekte
   Manchmal müssen sich die Kindobjekte eines Kompositums in einer bestimmten Ordnung oder Reihenfolge befinden, z.B. wenn die Komposita Parsebäume repräsentieren. Hierbei ist es wichtig, daß die Zugriffs- und Verwaltungsoperationen die Reihenfolge der Kondobjekte korrekt verwalten. Hilfreich kann dazu das Iteratormuster sein.
7. Löschen der Komponente
   Machen Sie am besten das jeweilige Kompositum für das Löschen seiner Kindobjekte verantwortlich. Wird das Kompositum gelöscht, muß das Kompositum seine Kindobjekte löschen. Das gilt natürlich nur für Sprachen ohne automatischer Speicherbereinigung (Garbage Collection).
8. Datenstrukturen zum Speichern von Komponenten
   Zum Speichern von Kindobjekten können Komposita eine Vielzahl von Datenstrukturen verwenden, das hängt von der gewünschten Effizienz ab. (z.B. verkettete Listen, Bäume, Arrays, Hash-Tabellen,...).

public abstract class Grafik{

	public abstract void Zeichne();

}

Die Klassen Linie, Rechteck und Text als Blattklassen:

public class Linie extends Grafik{

       Point p1, p2;

       public void Zeichne(){...}

     
}

public class Rechteck extends Grafik{

       point Linksoben, rechtsunten;

       public void Zeichne(){...}

     
}

public class Text extends Grafik{

       point p;
       String text;

       public void Zeichne(){...}

     
}

Die Klasse Abbildung als Kompositum:

public class Abbildung extends Grafik{

      Liste liste // eine eigene Listen-Klasse

      public void Zeichen() { 
          for(i = liste.start(); i < liste.Count(); i++)
                liste[i].Zeichne()
      }

      public void FuegeHinzu(Grafik g) { liste.add(g) }

      public void Entferne(Grafik g) {...}

      public void GibKindObjekt(int i) {...}


}

• Smalltalk MVC-Triade (Modell-View-Controller). Die View-Klassen benutzen Konposita.
• Jede Klassenbibliothek und jedes Framework für Benutzerschnittstellen, z.B. ET++ und Interviews, benutzt das Kompsitum-Muster.
• Das RTL-Smalltalk-Übersetzer-Frammwork.

• Die Zuständigkeitskette als Verbingung zwischen Komponenten und Elternobjekt.
• Das Dekoriermuster wird oft mit Komposita verwendet.
• Durch das Fliegengewichtmuster Komponenten gemeinsam nutzen und Speicherplatz sparen.
• Mit dem Iteratormuster ein Kompsitum traversierten (durchlaufen).
• Durch das Besuchermuster Operationen und Verhalten lokalisieren.