常见设计模式的解析和实现(C++)之八-Composite模式

作用:
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。

UML结构图:


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,由各个组件的具体实现.
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:

1)Composite.h

/********************************************************************    created:    2006/07/20    filename:     Composite.h    author:        李创                http://www.cppblog.com/converse/    purpose:    Composite模式的演示代码*********************************************************************/#ifndef COMPOSITE_H#define COMPOSITE_H#include <list>// 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);};// 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();};// 派生自Component,是其中的含有子件的组件的基类class Composite    : public Component{public:    Composite(){}    virtual ~Composite();    virtual void Operation();    virtual void Add(Component* pChild);    virtual void Remove(Component* pChild);    virtual Component* GetChild(int nIndex);private:    // 采用list容器去保存子组件    std::list<Component*>    m_ListOfComponent;};#endif

2)Composite.cpp

/********************************************************************    created:    2006/07/20    filename:     Composite.cpp    author:        李创                http://www.cppblog.com/converse/    purpose:    Composite模式的演示代码*********************************************************************/#include "Composite.h"#include <iostream>#include <algorithm>/*-------------------------------------------------------------------    Component成员函数的实现 -------------------------------------------------------------------*/void Component::Add(Component* pChild){}void Component::Remove(Component* pChild){}Component* Component::GetChild(int nIndex){    return NULL;}/*-------------------------------------------------------------------    Leaf成员函数的实现-------------------------------------------------------------------*/void Leaf::Operation(){    std::cout << "Operation by leaf\n";}/*-------------------------------------------------------------------    Composite成员函数的实现-------------------------------------------------------------------*/Composite::~Composite(){    std::list<Component*>::iterator iter1, iter2, temp;    for (iter1  = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();         iter1 != iter2;         )    {        temp = iter1;        ++iter1;        delete (*temp);    }}void Composite::Add(Component* pChild){    m_ListOfComponent.push_back(pChild);}void Composite::Remove(Component* pChild){    std::list<Component*>::iterator iter;    iter = find(m_ListOfComponent.begin(), m_ListOfComponent.end(), pChild);    if (m_ListOfComponent.end() != iter)    {        m_ListOfComponent.erase(iter);    }}Component* Composite::GetChild(int nIndex){    if (nIndex <= 0 || nIndex > m_ListOfComponent.size())        return NULL;    std::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;}void Composite::Operation(){    std::cout << "Operation by Composite\n";    std::list<Component*>::iterator iter1, iter2;    for (iter1  = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();        iter1 != iter2;        ++iter1)    {        (*iter1)->Operation();    }}

3)Main.cpp

/********************************************************************    created:    2006/07/20    filename:     Main.cpp    author:        李创                http://www.cppblog.com/converse/    purpose:    Composite模式的测试代码*********************************************************************/#include "Composite.h"#include <stdlib.h>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;    system("pause");    return 0;}