设计模式学习-组合模式

文章理论部分感谢以下链接

http://www.runoob.com/design-pattern/composite-pattern.html

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示“部分-整体”的层次结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

组合模式介绍

意图：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。
主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。
何时使用： 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。 2、您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。
如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。
关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。
应用实例： 1、算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作符也可以是操作树、操作符和另一个操作数。 2、在 JAVA AWT 和 SWING 中，对于 Button 和 Checkbox 是树叶，Container 是树枝。
优点： 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。
缺点：在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。
使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。
注意事项：定义时为具体类。

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。

实现演练

1、对应着UML结构图的实现代码

#include<iostream>#include<list>using namespace std;//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)    {         return NULL;     }};//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()    {         cout<<"Operation by Leaf"<<endl;     }};//派生自Component，是其中含有子间的组件的基类class Composite:public Component{public:    Composite(){}    virtual ~Composite()    {        list<Component*>::iterator iter1,iter2,temp;        for(iter1=m_ListOfComponent.begin(),iter2= m_ListOfComponent.end(); iter1!=iter2;)        {            temp = iter1;            ++iter1;            delete(*temp);        }    }    virtual void Operation()    {        cout<<"Operation by Conposite"<<endl;        list<Component*>::iterator iter1,iter2;        for(iter1=m_ListOfComponent.begin(),iter2= m_ListOfComponent.end();  iter1!=iter2;++iter1)            (*iter1)->Operation();    }    virtual void Add(Component* pChild)    {         m_ListOfComponent.push_back(pChild);     }    virtual void Remove(Component* pChild)    {        list<Component*>::iterator iter;        iter = find(m_ListOfComponent.begin(), m_ListOfComponent.end(), pChild);        if(m_ListOfComponent.end()!=iter)        {             m_ListOfComponent.erase(iter);         }    }    virtual Component* GetChild(int nIndex)    {        if(nIndex<=0||nIndex>m_ListOfComponent.size())            return NULL;        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;    }private:    //采用list容器去保存子组件    list<Component*> m_ListOfComponent;};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;    return 0;}

2、修改网上的演练代码，展示了一个组织中员工的层次结构。
（1）首先创建一个员工的基类

class Employee {   //构造函数public:    Employee(){}    virtual ~Employee(){}    Employee(string name,string dept)     {      m_Name = name;      m_Dept = dept;    }    //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(Employee* pChild){}    virtual void Remove(Employee* pChild){}    virtual Employee* GetChild(int nIndex)    {        return   NULL;     }protected:   string m_Name;   string m_Dept;};

（2）继承自员基类的普通职工，它没有下属，所以相当于叶子组件

//派生自Employee，是其中的叶子组件的基类class clerk:public Employee{public:    clerk(){}    clerk(string name,string dept)     {      m_Name = name;      m_Dept = dept;    }    virtual ~clerk(){}    virtual void Operation()    {         cout<<"Operation by clerk"<<endl;         cout<<" Name : "<<m_Name+", dept : "<<m_Dept<<endl;    }   };

（3）继承自员基类的经理类，它拥有下属

//派生自Component，是其中含有子间的组件的基类class Manager:public Employee{public:    Manager(){}    Manager(string name,string dept)     {      m_Name = name;      m_Dept = dept;    }    virtual ~Manager()    {        list<Employee*>::iterator iter1,iter2,temp;        for(iter1=m_ListOfComp.begin(),iter2= m_ListOfComp.end(); iter1!=iter2;)        {            temp = iter1;            ++iter1;            delete(*temp);        }    }    virtual void Operation()    {        cout<<"Operation by Manager"<<endl;        cout<<" Name : "<<m_Name+", dept : "<<m_Dept<<endl;        list<Employee*>::iterator iter1,iter2;        for(iter1=m_ListOfComp.begin(),iter2= m_ListOfComp.end();  iter1!=iter2;++iter1)            (*iter1)->Operation();    }    virtual void Add(Employee* pChild)    {         m_ListOfComp.push_back(pChild);     }    virtual void Remove(Employee* pChild)    {        list<Employee*>::iterator iter;        iter = find(m_ListOfComp.begin(), m_ListOfComp.end(), pChild);        if(m_ListOfComp.end()!=iter)        {             m_ListOfComp.erase(iter);         }    }    virtual Employee* GetSubordinates(int nIndex)    {        if(nIndex<=0||nIndex>m_ListOfComp.size())            return NULL;        list<Employee*>::iterator iter1,iter2;        int i;        for(i=1,iter1=m_ListOfComp.begin(), iter2= m_ListOfComp.end();iter1!=iter2;++iter1,++i)        {            if(i==nIndex)                break;        }        return *iter1;    }private:    //采用list容器去保存子组件    list<Employee*> m_ListOfComp;};

（4）测试的主函数

int main(){    //Test2();    Employee *pM = new Manager("Zhao","1");    Employee *c1 = new clerk("Zhang","1");    Employee *c2 = new clerk("Zhang","1");    pM->Add(c1);    pM->Add(c2);    pM->Operation();    delete pM;    return 0;}