组合模式（Composite）

设计模式系列

Composite组合模式——对象结构模式

1.意图

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。

Composite模式的关键是一个抽象类，它既可以代表图元，又可以代表图元的容器。

 

2.适用性

• 你想表示对象的部分-整体层次结构
• 你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象

 

3.结构

 

4.参与者

• Component

—— 为组合中的对象声明接口

—— 在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为

—— 声明一个接口用于访问和管理Component的子组件

—— （可选）在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合适的情况下实现它。

• Leaf

—— 在组合中表示叶子节点对象，叶节点没有子节点

—— 在组合中定义图元对象的行为

• Composite

—— 定义有子部件的那些部件的行为

—— 存储子部件

—— 在Component接口中实现与子部件有关的操作

• Client

—— 通过Component接口操纵组合部件的对象

 

5.效果

优点：

1、节点增加和减少是非常自由和方便的，这也是树形结构的一大特点；

2、所有节点，不管是分支节点还是叶子结点，不管是调用一个结点，还是调用一个结点群，都是非常方便的。

缺点：

1、组合模式在定义树叶和树枝时直接使用了实现类，不符合面向对象接口编程。与依赖倒置原则冲突。

 

6.相关模式

通常部件-父部件连接用于Responsibility of Chain模式。

Decorator模式经常与Composite模式一起使用。当装饰和组合一起使用时，它们通常有一个公共的父类。因此装饰必须支持具有Add，Remove和GetChild操作的Component接口。

Flyweight让你共享组件，但不再能引用他们的父部件。

Itertor可用来遍历Composite。

Visitor将本来应该分布在Composite和Leaf类中的操作和行为局部化。

 

7.案例实现

公司部门架构，总部，部门、分部（分部又要自己的部门）。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

class ComponentPtr
{
protected:
    std::string m_strName;
public:
    ComponentPtr(std::string str):m_strName(str){}
    virtual void add(ComponentPtr* p) = 0;
    virtual void remove(ComponentPtr* p) = 0;
    virtual void display() = 0;
};

class LeafPtr : public ComponentPtr
{
public:
    LeafPtr(string str) : ComponentPtr(str) {}
    void add(ComponentPtr* p) { cout << "Leaf cannot add" << endl; }
    void remove(ComponentPtr* p) { cout << "Leaf cannot remove" << endl; }
    void display() { cout << m_strName << endl; }
};

class CompositePtr : public ComponentPtr
{
private:
    // 这里使用智能指针不用自己释放new的内存
    std::vector<std::shared_ptr<ComponentPtr>> m_vec;
public:
    CompositePtr(std::string str) : ComponentPtr(str) {};
    ~CompositePtr() { if (!m_vec.empty()) { m_vec.clear(); } }
    void add(ComponentPtr* p)
    {
        auto it = find_if(m_vec.begin(), m_vec.end(), [p](std::shared_ptr<ComponentPtr> ptr) {return p == ptr.get(); });
        if (it == m_vec.end())
        {
            m_vec.push_back(std::shared_ptr<ComponentPtr>(p));
        }
    }
    void remove(ComponentPtr * p)
    {
        auto it = find_if(m_vec.begin(), m_vec.end(), [p](std::shared_ptr<ComponentPtr> ptr) {return p == ptr.get(); });
        if (it == m_vec.end()) { return; }
        m_vec.erase(it);
    }
    void display()
    {
        for (auto it = m_vec.cbegin(); it != m_vec.cend(); it++)
        {
            (*it)->display();
        }
    }
};

int main()
{
    CompositePtr* p = new CompositePtr("总部");
    p->add(new LeafPtr("总部财务部门"));
    p->add(new LeafPtr("总部人力资源部门"));
    CompositePtr* p1 = new CompositePtr("上海分部");
    p1->add(new LeafPtr("上海分部财务部门"));
    p1->add(new LeafPtr("上海分部人力资源部门"));
    p->add(p1);
    p->display();
    return 0;
}

 

 

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