C++23种设计模式之《组合模式》

组合模式，是为了解决整体和部分的一致对待的问题而产生的，要求这个整体与部分有一致的操作或行为。部分和整体都继承与一个公共的抽象类，这样，外部使用它们时是一致的，不用管是整体还是部分，使用一个方法即可遍历整体中的所有的部分。就像一个树形结构一样。

适用性：

　　常用于组织结构，产品结构之类的整体和部分的结构。例如图形由很多直线构成，直线由点构成，这就是整体和部分的关系。如果采用组合模式，只需要使用一个draw方法即可按遍历的方式画出所有的点，最终呈现出来的就是图形。

优点：

　　隐藏了整体和部分，让外部依赖于抽象，简化了代码。

缺点：

　　1.要求必须有一致的行为。

　　2.处于同一个Composite的Leaf与Leaf之间难以传递数据。

代码实现1

　　比如一个集团公司，它有一个母公司，下设很多家子公司。不管是母公司还是子公司，都有各自直属的财务部、人力资源部、销售部等。对于母公司来说，不论是子公司，还是直属的财务部、人力资源部，都是它的部门。整个公司的部门拓扑图就是一个树形结构。

#include <iostream>
#include <list>
#include <string>

using namespace std;

class Company    
{  
public:  
    Company(string name) { m_name = name; }  
    virtual ~Company(){}  
    virtual void Add(Company *pCom){}  
    virtual void Show(int depth) {}  
protected:  
    string m_name;  
};  
//具体公司  
class ConcreteCompany : public Company    
{  
public:  
    ConcreteCompany(string name): Company(name) {}  
    virtual ~ConcreteCompany() {}  
    void Add(Company *pCom) { m_listCompany.push_back(pCom); } //位于树的中间，可以增加子树  
    void Show(int depth)  
    {  
        for(int i = 0;i < depth; i++)  
            cout<<"-";  
        cout<<m_name<<endl;  
        list<Company *>::iterator iter=m_listCompany.begin();  
        for(; iter != m_listCompany.end(); iter++) //显示下层结点  
            (*iter)->Show(depth + 2);  
    }  
private:  
    list<Company *> m_listCompany;  
};  
//具体的部门，财务部  
class FinanceDepartment : public Company   
{  
public:  
    FinanceDepartment(string name):Company(name){}  
    virtual ~FinanceDepartment() {}  
    virtual void Show(int depth) //只需显示，无限添加函数，因为已是叶结点  
    {  
        for(int i = 0; i < depth; i++)  
            cout<<"-";  
        cout<<m_name<<endl;  
    }  
};  
//具体的部门，人力资源部  
class HRDepartment :public Company    
{  
public:  
    HRDepartment(string name):Company(name){}  
    virtual ~HRDepartment() {}  
    virtual void Show(int depth) //只需显示，无限添加函数，因为已是叶结点  
    {  
        for(int i = 0; i < depth; i++)  
            cout<<"-";  
        cout<<m_name<<endl;  
    }  
}; 

int main()  
{  
    Company *root = new ConcreteCompany("总公司");  
    Company *leaf1=new FinanceDepartment("财务部");  
    Company *leaf2=new HRDepartment("人力资源部");  
    root->Add(leaf1);  
    root->Add(leaf2);  
  
    //分公司A  
    Company *mid1 = new ConcreteCompany("分公司A");  
    Company *leaf3=new FinanceDepartment("财务部");  
    Company *leaf4=new HRDepartment("人力资源部");  
    mid1->Add(leaf3);  
    mid1->Add(leaf4);  
    root->Add(mid1);  
    //分公司B  
    Company *mid2=new ConcreteCompany("分公司B");  
    FinanceDepartment *leaf5=new FinanceDepartment("财务部");  
    HRDepartment *leaf6=new HRDepartment("人力资源部");  
    mid2->Add(leaf5);  
    mid2->Add(leaf6);  
    root->Add(mid2);  
    root->Show(0);  
  
    delete leaf1; delete leaf2;  
    delete leaf3; delete leaf4;  
    delete leaf5; delete leaf6;   
    delete mid1; delete mid2;  
    delete root;  
    return 0;  
}

上面的实现方式有缺点，就是内存的释放不好，需要客户自己动手，非常不方便。有待改进，比较好的做法是让ConcreteCompany类来释放。因为所有的指针都是存在ConcreteCompany类的链表中。C++的麻烦，没有垃圾回收机制。

代码实现2

　　下面示例有两种情况，add函数对于Leaf来说是没有必要的，所以可以在Leaf的add实现中什么都不写。还一种办法就是将add方法挪到Composite中，让外部使用Composite和Component。但这样的缺点就是暴露了Composite，客户端必须知道Composite才能完成操作，好处Leaf不用产生多余的方法了。

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

class Component
{
  public:
    Component(){};
    virtual ~Component(){};

    virtual void operation() = 0;
};

class Leaf: public Component
{
  public:
    Leaf(){};
    ~Leaf(){};

    void operation() { cout << "Operation leaf" << endl; }
};


class Composite: public Component
{
  public:
    Composite(){};
    ~Composite(){};

    void add(Component* c) { m_leafs.push_back(c); }
    void operation()
    {
        cout << "Operation Composite" << endl;
        vector<Component*>::iterator comIter = m_leafs.begin();    
        for (; comIter != m_leafs.end(); comIter++)
        {
            (*comIter)->operation();
        }
    }

  private:
    vector<Component*> m_leafs;
};

int main()
{
    Component* leaf1 = new Leaf();
    Component* leaf2 = new Leaf();

    Composite* composite1 = new Composite();
    composite1->add(leaf1);
    composite1->add(leaf2);

    Composite* composite2 = new Composite();
    composite2->add(composite1);

    composite2->operation();
    return 0;
}