设计模式之 composite

常见设计模式的解析和实现(C++)之八-Composite模式

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

UML结构图:


抽象基类:
1)Component:为组合中的对象声明接口,声明了类共有接口的缺省行为(如这里的Add,Remove,GetChild函数),声明一个接口函数可以访问Component的子组件.

接口函数:
1)Component::Operatation:定义了各个组件共有的行为接口,由各个组件的具体实现.
2)Component::Add添加一个子组件
3)Component::Remove::删除一个子组件.
4)Component::GetChild:获得子组件的指针.

解析:
Component模式是为解决组件之间的递归组合提供了解决的办法,它主要分为两个派生类,其中的Leaf是叶子结点,也就是不含有子组件的结点,而Composite是含有子组件的类.举一个例子来说明这个模式,在UI的设计中,最基本的控件是诸如Button,Edit这样的控件,相当于是这里的Leaf组件,而比较复杂的控件比如List则可也看做是由这些基本的组件组合起来的控件,相当于这里的Composite,它们之间有一些行为含义是相同的,比如在控件上作一个点击,移动操作等等的,这些都可以定义为抽象基类中的接口虚函数,由各个派生类去实现之,这些都会有的行为就是这里的Operation函数,而添加,删除等进行组件组合的操作只有非叶子结点才可能有,所以虚拟基类中只是提供接口而且默认的实现是什么都不做.

实现:
1)Composite.h

/**/ /********************************************************************
    created:    2006/07/20
    filename:     Composite.h
    author:        李创
                http://www.cppblog.com/converse/

    purpose:    Composite模式的演示代码
*********************************************************************/

#ifndef COMPOSITE_H
#define  COMPOSITE_H

#include  < list >

//  组合中的抽象基类
class  Component
{
public:
    Component(){}
    virtual ~Component(){}

    // 纯虚函数,只提供接口,没有默认的实现
    virtual void Operation() = 0;

    // 虚函数,提供接口,有默认的实现就是什么都不做
    virtual void Add(Component* pChild);
    virtual void Remove(Component* pChild);
    virtual Component* GetChild(int nIndex);
} ;

//  派生自Component,是其中的叶子组件的基类
class  Leaf
    :  public  Component
{
public:
    Leaf(){}
    virtual ~Leaf(){}

    virtual void Operation();
} ;

//  派生自Component,是其中的含有子件的组件的基类
class  Composite
    :  public  Component
{
public:
    Composite(){}
    virtual ~Composite();

    virtual void Operation();

    virtual void Add(Component* pChild);
    virtual void Remove(Component* pChild);
    virtual Component* GetChild(int nIndex);

private:
    // 采用list容器去保存子组件
    std::list<Component*>    m_ListOfComponent;
} ;

#endif

2)Composite.cpp

/**/ /********************************************************************
    created:    2006/07/20
    filename:     Composite.cpp
    author:        李创
                http://www.cppblog.com/converse/

    purpose:    Composite模式的演示代码
*********************************************************************/

#include  " Composite.h "
#include  < iostream >
#include  < algorithm >

/**/ /*-------------------------------------------------------------------
    Component成员函数的实现

 -------------------------------------------------------------------*/
void  Component::Add(Component *  pChild)
{

}

void  Component::Remove(Component *  pChild)
{

}

Component *  Component::GetChild( int  nIndex)
{
    return NULL;
}

/**/ /*-------------------------------------------------------------------
    Leaf成员函数的实现

-------------------------------------------------------------------*/
void  Leaf::Operation()
{
    std::cout << "Operation by leaf/n";
}

/**/ /*-------------------------------------------------------------------
    Composite成员函数的实现

-------------------------------------------------------------------*/
Composite:: ~ Composite()
{
    std::list<Component*>::iterator iter1, iter2, temp;

    for (iter1  = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();
         iter1 != iter2;
         )
    {
        temp = iter1;
        ++iter1;
        delete (*temp);
    }
}

void  Composite::Add(Component *  pChild)
{
    m_ListOfComponent.push_back(pChild);
}

void  Composite::Remove(Component *  pChild)
{
    std::list<Component*>::iterator iter;

    iter = find(m_ListOfComponent.begin(), m_ListOfComponent.end(), pChild);

    if (m_ListOfComponent.end() != iter)
    {
        m_ListOfComponent.erase(iter);
    }
}

Component *  Composite::GetChild( int  nIndex)
{
    if (nIndex <= 0 || nIndex > m_ListOfComponent.size())
        return NULL;

    std::list<Component*>::iterator iter1, iter2;
    int i;
    for (i = 1, iter1  = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();
        iter1 != iter2;
        ++iter1, ++i)
    {
        if (i == nIndex)
            break;
    }

    return *iter1;
}

void  Composite::Operation()
{
    std::cout << "Operation by Composite/n";

    std::list<Component*>::iterator iter1, iter2;

    for (iter1  = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();
        iter1 != iter2;
        ++iter1)
    {
        (*iter1)->Operation();
    }
}

3)Main.cpp

/**//********************************************************************
    created:    2006/07/20
    filename:     Main.cpp
    author:        李创
                http://www.cppblog.com/converse/

    purpose:    Composite模式的测试代码
*********************************************************************/

#include "Composite.h"
#include <stdlib.h>

int main()
{
    Leaf *pLeaf1 = new Leaf();
    Leaf *pLeaf2 = new Leaf();

    Composite* pComposite = new Composite;
    pComposite->Add(pLeaf1);
    pComposite->Add(pLeaf2);
    pComposite->Operation();
    pComposite->GetChild(2)->Operation();

    delete pComposite;

    system("pause");

    return 0;
}

转载自：http://www.cppblog.com/converse/archive/2006/07/24/10383.html

构成一个树形的整体结构，整体包含个体，嵌套包含。容器包含组件。叶子组件只能做操作，容器组件可以嵌套叶子组件。