8、构造型模式——组合模式（Composite）

1、定义

使用组合模式可以将对象组合成树状结构，并且能像使用独立对象一样使用它们。

2、前言

问题：

例如你有两类对象：产品和盒子。

• 一个盒子中可以包含多个产品或者几个较小的盒子。
• 这些小盒子中同样可以包含一些产品或者更小的盒子。

假设你希望在这些类的基础上开发一个订购系统。从下图可以看出，订单中可能包括各种产品，这些产品放置在盒子中，然后又被放入一层又一层更大的盒子总。整个结构看上去像是一棵倒过来的树。

解决方案：

组合模式建议使用一个通用结构来与「产品」和「盒子」进行交互，并且在该接口中声明一个计算总价的方法：

• 对于一个具体产品，该方法直接返回其价格
• 对于一个盒子，该方法遍历盒子中的所有项目，返回该盒子的总价格
  

优点：

• 1、无需了解构成树状结构的对象的具体类。
• 2、无需了解对象是简单的产品还是复杂的盒子。

你只需要调用通用接口以相同的方式对其进行处理即可。当你调用该方法后，对象会将请求沿着树结构传递下去。

3、结构

• 组件（Component）接口描述了树中简单项目和复杂项目所共有的操作。
• 叶节点（Leaf）是树的基本结构，它不包含子项目。一般情况下，叶节点最终会完成大部分的实际工作，因为它们无法将工作指派给其他部分。
• 容器（Container）——又名“组合（Composite）”——是包含叶节点或其他容器等子项目的单位。容器不知道其子项目所属的具体类，它只通过通用的组件接口与其子项目交互。容器接收到请求后会将工作分配给自己的子项目，处理中间结果，然后将最终结果返回给客户端。
• 客户端（Client）通过组件接口与所有项目交互。因此， 客户端能以相同方式与树状结构中的简单或复杂项目交互。

4、代码

Component.h：

#ifndef COMPONENT_H_
#define COMPONENT_H_

// 组件（Component）接口描述了树中简单项目和复杂项目所共有的操作，在c++中实现成抽象基类
class Graphic
{
public:
    virtual void move2somewhere(int x, int y) = 0;
    virtual void draw() = 0;
};

#endif //COMPONENT_H_

Leaf.h：

#ifndef LEAF_H_
#define LEAF_H_
#include<cstdio>
#include"Component.h"
//叶节点（Leaf）是树的基本结构，它不包含子项目。一般情况下，叶节点最终会完成大部分的实际工作，因为它们无法将工作指派给其他部分。


class Dot:public Graphic
{
public:
    Dot(int x,int y):x_(x),y_(y){}

    void move2somewhere(int x, int y) override
    {
        x_ += x;
        y_ += y;
    }

    void draw() override
    {
        printf("在(%d,%d)处绘制点\n", x_, y_);
    }
private:
    int x_;
    int y_;
};

class Circle:public Graphic
{
public:
    explicit Circle(int r, int x,int y):radius_(r),x_(x),y_(y){}

    void move2somewhere(int x, int y) override
    {
        x_ += x;
        y_ += y;
    }

    void draw()override
    {
        printf("以(%d,%d)为圆心绘制半径为%d的圆\n", x_, y_, radius_);
    }
private:
    //半径与圆心坐标
    int radius_;
    int x_;
    int y_;
};

#endif //LEAF_H_

Composite.h：

#ifndef COMPOSITE_H_
#define COMPOSITE_H_
#include"Component.h"
#include<map>

//容器（Container）——又名“组合（Composite）”——是包含叶节点或其他容器等子项目的单位
class CompoundGraphic:public Graphic
{
public:
    void add(int id,Graphic* child)
    {
        childred_[id] = child;
    }

    void remove(int id)
    {
        childred_.erase(id);
    }

    void move2somewhere(int x, int y) override 
    {
        for (auto iter = childred_.cbegin(); iter != childred_.cend(); iter++) 
        {
            iter->second->move2somewhere(x, y);
        }
    }

    void draw()override
    {
        for(auto iter = childred_.cbegin();iter != childred_.cend();iter++)
        {
            iter->second->draw();
        }
    }
private:
    std::map<int,Graphic*> childred_;
};

#endif//COMPOSITE_H_

main.cpp：

#include "Composite.h"
#include "Leaf.h"

int main()
{
    //组合图
    CompoundGraphic* all = new CompoundGraphic();

    //添加子图
    Dot* dot1 = new Dot(1,2);
    Circle* circle = new Circle(5,2,2);


    CompoundGraphic* child_graph = new CompoundGraphic();
    Dot* dot2 = new Dot(4,7);
    Dot* dot3 = new Dot(3,2);
    child_graph->add(0,dot2);
    child_graph->add(1,dot3);

    //将所有图添加到组合图中
    all->add(0,dot1);
    all->add(1,circle);
    all->add(2,child_graph);

    //绘制
    all->draw();

    delete all;
    delete dot1;
    delete dot2;
    delete dot3;
    delete circle;
    return 0;
}