设计模式_13 组合模式（含 UML图 和 C++代码）

13 组合模式

13.1 概念

用于把一组相似的对象当做一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用于表示部分以及整体的层次。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

13.2 结构

抽象根节点：定义系统各层次对象的共有方法和属性，可以预先定义一些默认行为和属性。
非叶节点：定义非叶节点的行为，存储子节点，组合非叶节点和叶子节点形成一个树形结构。
叶子节点：叶子节点对象，其下再无分支，是系统层次遍历的最小单位。

13.3 实现

13.3.1 UML图

13.3.2 代码

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

class AbstractMenu {
protected:
	string name;
	int level;
public:
	virtual void addMenu(AbstractMenu* menu) {
		cout << "error" << endl;
	}
	virtual void deleteMenu(AbstractMenu* menu) {
		cout << "error" << endl;
	}
	virtual AbstractMenu* getChild(int i) {
		cout << "error" << endl;
		return nullptr;
	}
	virtual void print() {
		cout << "error" << endl;
	}
	void getName() {
		cout << this->name << endl;
	}
};

class CommonMenu : public AbstractMenu {
private:
	list<AbstractMenu*> childMenu;
public:
	CommonMenu(string name, int level) {
		this->name = name;
		this->level = level;
	}
	virtual void addMenu(AbstractMenu* menu) {
		childMenu.push_back(menu);
	}
	virtual void deleteMenu(AbstractMenu* menu) {
		childMenu.remove(menu);
	}
	virtual AbstractMenu* getChild(int i) {
		list<AbstractMenu*>::iterator it = childMenu.begin();
		while (--i > 0) {
			it++;
		}
		return *it;
	}
	virtual void print() {
		for(int i = 0; i < this->level; i++)
			cout << ' ';
		cout << this->name << endl;
		for (auto it = childMenu.begin(); it != childMenu.end(); it++) {
			(*it)->print();
		}
	}
};

class LeafMenu : public AbstractMenu {
public:
	LeafMenu(string name, int level) {
		this->name = name;
		this->level = level;
	}
	virtual void print() {
		for (int i = 0; i < this->level; i++)
			cout << ' ';
		cout << this->name << endl;
	}
};

int main() {
	AbstractMenu* root = new CommonMenu("根节点", 0);
	root->addMenu(new CommonMenu("非叶节点1", 2));
	root->addMenu(new CommonMenu("非叶节点2", 2));
	root->addMenu(new CommonMenu("非叶节点3", 2));
	
	AbstractMenu* menu1 = root->getChild(1);
	menu1->addMenu(new LeafMenu("1-叶子节点1", 3));
	menu1->addMenu(new LeafMenu("1-叶子节点2", 3));
	menu1->addMenu(new LeafMenu("1-叶子节点3", 3));
	
	AbstractMenu* menu2 = root->getChild(2);
	menu2->addMenu(new LeafMenu("2-叶子节点1", 3));
	menu2->addMenu(new LeafMenu("2-叶子节点2", 3));
	menu2->addMenu(new LeafMenu("2-叶子节点3", 3));
	
	AbstractMenu* menu3 = root->getChild(3);
	menu3->addMenu(new LeafMenu("3-叶子节点1", 3));
	menu3->addMenu(new LeafMenu("3-叶子节点2", 3));
	menu3->addMenu(new LeafMenu("3-叶子节点3", 3));
	
	root->print();
	return 0;
}

13.3.3 测试结果

13.4 分类

13.4.1 透明组合模式

上例为透明组合模式。
抽象根节点中声明里所有用于管理成员对象的方法，比如上例中 AbstractMenu 的 addMenu, deleteMenu, getChild。
优点：是确保所有构件到类具有相同的接口，客户端可以直接对抽象进行编程。
缺点：是不够安全，因为叶子对象和容器在本质上是有区别到，当叶子对象调用容器中不属于它的方法，会出现异常。

13.4.2 安全组合模式

在抽象根节点中不声明管理成员对象的方法，在非叶节点中声明管理方法。
优点：安全。
缺点：客户端不能对抽象进行编程。

举例：getChild 在 CommonMenu 类中实现，AbstractMenu 对象不能使用该方法。

AbstractMenu* menu = new CommonMenu();
menu->getChild(3);  //error

13.5 优点

可以清楚定义分层次的复杂对象，表示对象到全部或部分层次，让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制。
客户端可以一致的使用一个组合结构或其单个对象不必关心处理的是单个对象还是组合结构，简化客户端代码。
在组合模式中增加新的非叶节点或叶子节点都很方便，无需对现有类库进行更改，符合开闭原则。
组合模式为树形结构面向对象提供了一种灵活的解决方案，通过叶子节点和树枝节点的递归组合，可以形成复杂的树形结构，但对其控制却非常简单。

13.6 使用场景

出现树形结构的地方。

retur 设计模式概述;

返回设计模式概述