C++设计模式之组合模式

C++设计模式之组合模式

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

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一、缘由

在自然界中常常存在着许多树形关系，例如公司的结构，有子公司，部门。又如文件系统的结构，目录下边有目录或者文件，而目录下的目录又有目录和文件，如此递归下去。而组合模式就是为了处理这种树形关系而存在的。

二、实现

组合模式 天生就是为了表达树形关系的，树形关系的定义是递归的，故而组合模式的定义显然也是递归的。组合模式的UML类图如下：

在组合模式中存在三个角色：

• Component 抽象构件类。该类给用户提供了一个统一的视角，用户可以对叶子和容器进行编程而无需在乎是叶子类或者是容器类。

• Composite，容器构件类。容器构件类一方面可以提供操作如叶子类一样，另一方面有可以包含子构件，子构建可以是容易构件也可以是叶子类。如果用文件系统来类比，容易构件类就是目录。

• Leaf,叶子类。叶子类可以提供功能操作，但是无法容纳子构件。如果用文件系统来类比，叶子节点就是普通文件。

三、实例代码

#include <string>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using std::string;

class Component {
public:
    virtual ~Component (){};
    virtual void operation() = 0;
    virtual void add(Component *subComponent){}
    virtual void remove(Component *subComponent){}
    virtual Component *getChild(std::vector<Component*>::size_type index){
        return NULL;
    }
};

class Leaf : public Component{
public:
    virtual ~Leaf(){};
    virtual void operation() override{
        std::cout << "Here is leaf" << std::endl;
    }
};

class Composite : public Component {
private:
    std::vector<Component*> children;
public:
    virtual ~Composite (){
        for(auto &child : children)
            delete child;
    };

    virtual void operation() override{
        std::cout << "Here is composite. childen : " << std::endl;
        for (auto &child : children){
            child->operation();
        }
    };

    virtual void add(Component *subComponent) override{
        children.push_back(subComponent);
    }

    virtual void remove(Component *subComponent) override{
        auto ret = std::find(children.begin(), children.end(),
                        subComponent);
        if (ret == children.end())
            return;

        children.erase(ret);
    }

    virtual Component *getChild(std::vector<Component*>::size_type index) override{
        if (index > children.size())
            return nullptr;
        return children[index];
    }
};

int main(void)
{
    Component *component = new Composite;
    component->add(new Composite);
    component->add(new Composite);
    component->add(new Leaf);
    component->add(new Leaf);
    component->getChild(1)->add(new Leaf);
    component->getChild(1)->add(new Leaf);
    component->getChild(1)->add(new Leaf);

    component->operation();
}

运行结果：

Here is composite. childen :
Here is composite. childen :
Here is composite. childen :
Here is leaf
Here is leaf
Here is leaf
Here is leaf
Here is leaf