设计模式12-组合模式_多个组合的设计模式-优快云博客

本文介绍了组合模式，一种用于构建部分-整体层次结构的软件设计模式。通过抽象构件、叶子构件和容器构件的定义，展示了如何在C++中实现文件和文件夹的树形结构。代码示例演示了如何创建、添加和显示文件系统中的文件和文件夹，以及如何遍历和展示整个结构。

一、什么是组合模式

组合多个对象形成树形结构以表示“部分-整体”的结构层次。组合模式对单个对象（叶子对象）和组合对象（容器对象）的使用具有一致性。可以简单理解为一组对象集合。其应用场景的特殊性，数据必须能表示成树形结构

树形结构在软件中随处可见，例如操作系统中的目录结构、应用软件中的菜单、办公系统中的公司组织结构等等，这样的组织形式的特点在于：叶子节点不再包含成员对象，而容器节点可以包含成员对象，这些对象可以是叶子节点，也可以是容器节点。

下面是UML类图
在这里插入图片描述

用来表达和处理树形结构的数据。

二、模式结构

Component（抽象构件）：可以是接口或抽象类，定义了构件的一些公共接口，这些接口是管理或者访问它的子构件的方法（如果有子构件），具体的实现在叶子构件和容器构件中进行。
Leaf（叶子构件）：它代表树形结构中的叶子节点对象，叶子节点没有子节点，它实现了在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法（非叶子构件功能，属于容器构件的功能），可以通过抛出异常、提示错误等方式进行处理。
Composite（容器构件）：表示容器节点对象，容器节点包含子节点，其子节点可以是叶子节点，也可以是容器节点，它提供一个集合用于存储子节点，实现了在抽象构件中定义的行为。

三、代码实现

模拟对文件和文件夹的显示

Component（抽象构件）： AbstractFile

Leaf（叶子构件）：ImageFile TextFile 

Composite（容器构件）：Folder

#include<iostream>
#include <list>
using namespace std;


/// Component（抽象构件）： AbstractFile
class AbstractFile {
public:
	virtual ~AbstractFile() = default;
	virtual void add(AbstractFile *file) = 0;
	virtual void remove(AbstractFile *file) = 0;
	virtual void display() = 0;
	
protected:
	AbstractFile() = default;
};

/// Leaf（叶子构件）： ImageFile  TextFile 
class ImageFile :public AbstractFile
{


private:
	string name;
public:
	ImageFile(string str) :name(str)
	{

	}
	void add(AbstractFile *file)
	{
		cout << "不支持\n";
		return;
	}

	void remove(AbstractFile *file)
	{
		cout << "不支持\n";
		return;
	}

	void display()
	{
		cout <<"图像文件:"<< name.c_str() << endl;
		return;
	}
	

};


class TextFile :public AbstractFile
{

private:
	string name;
public:
	TextFile(string str) :name(str)
	{

	}
	void add(AbstractFile *file)
	{
		cout << "不支持\n";
		return;
	}

	void remove(AbstractFile *file)
	{
		cout << "不支持\n";
		return;
	}

	void display()
	{
		cout << "文本文件:" << name.c_str() << endl;
		return;
	}


};

/// Composite（容器构件）： Folder
class Folder :public AbstractFile
{
private:
	string name;
	list<AbstractFile *> m_list;
public:
	Folder(string str) :name(str)
	{

	}
	void add(AbstractFile *file)
	{
		m_list.push_back(file);
	}

	void remove(AbstractFile *file)
	{
		m_list.remove(file);
	}

	void display()
	{
		cout << "------文件夹:" << name.c_str() <<"--------" <<endl;
		for (auto it :m_list)
		{
			it->display();
		}
	}

};

void main()
{
	//针对抽象构件编程
	AbstractFile *file1, *file2, *file3, *file4, *folder1, *folder2, *folder3, *folder0;

	folder0 = new Folder("根目录文件夹");

	folder1 = new Folder("图像文件夹");
	folder2 = new Folder("文本文件夹");

	folder3 = new Folder("视频文件夹");

	file1 = new ImageFile("图片01.jpg");
	file2 = new ImageFile("图片02.gif");

	file3 = new TextFile("文本01.txt");
	file4 = new TextFile("文本02.doc");
	

	folder1->add(file1);
	folder1->add(file2);

	folder2->add(file3);
	folder2->add(file4);
	

	folder0->add(folder1);
	folder0->add(folder2);
	folder0->add(folder3);

	//从 根目录文件夹 节点开始进行模拟杀毒操作
	folder0->display();


	delete file1;
	delete file2;
	delete file3;
	delete file4;
	
	delete folder0;
	delete folder1;
	delete folder2;
	delete folder3;
	

	system("pause");
}

结果：
在这里插入图片描述
案例二：

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
class AbstractFile
{
public:
	virtual void add(AbstractFile *pFile) = 0;
	virtual void remove(AbstractFile *pFile) = 0;
	virtual void display() = 0
	{
		cout << m_strName << endl;;
	}
	AbstractFile(string name) :m_strName(name){}
	virtual ~AbstractFile(){}
private: 
	string m_strName;
};

class TextFile :public AbstractFile
{
public:
	void add(AbstractFile *pFile)
	{

	}
	void remove(AbstractFile *pFile)
	{

	}
	void display()
	{
		cout << "  - ";
		AbstractFile::display();
	}

	TextFile(string strName) :AbstractFile(strName)
	{

	}
};

class ImageFile :public AbstractFile
{
public:
	void add(AbstractFile *pFile)
	{

	}
	void remove(AbstractFile *pFile)
	{

	}
	void display()
	{
		cout << "  - ";
		AbstractFile::display();
	}

	ImageFile(string strName) :AbstractFile(strName)
	{

	}
};

class Folder :public AbstractFile
{
public:
	void add(AbstractFile *pFile)
	{
		m_list.push_back(pFile);
	}
	void remove(AbstractFile *pFile)
	{
		m_list.remove(pFile);
	}
	void display()
	{
		cout << "+ ";
		AbstractFile::display();

		for (auto node :m_list)
		{
			node->display();
		}
	}

	Folder(string strName) :AbstractFile(strName)
	{

	}
private:
	list<AbstractFile*>m_list;

};
void main()
{
	TextFile *pTxt = new TextFile("1.txt");
	ImageFile *pImg = new ImageFile("1.jpg");
	Folder *pDir1 = new Folder("私密文件夹");
	pDir1->add(pTxt);
	pDir1->add(pImg);
	

	TextFile *pTxt1 = new TextFile("2.txt");
	ImageFile *pImg1 = new ImageFile("2.jpg");

	Folder *pDir2 = new Folder("种子文件夹");
	pDir2->add(pTxt1);
	pDir2->add(pImg1);

	Folder *pRoot = new Folder("不能看");

	pRoot->add(pDir1);
	pRoot->add(pDir2);
	pRoot->display();

	//懒得释放。。。

	system("pause");
}