代码设计模式之组合模式(Composite)

特性：

        组合模式有时候又叫做部分-整体模式，它使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。
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模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

 

优点：

         定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构
        在组合模式中，基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而组合对象又可以组合成更复杂的组合对象，可以不断地递归组合下去，从而构成一个统一的组合对象的类层次结构

        统一了组合对象和叶子对象

在组合模式中，可以把叶子对象当作特殊的组合对象看待，为它们定义统一的父类，从而把组合对象和叶子对象的行为统一起来

        简化了客户端调用

 组合模式通过统一组合对象和叶子对象，使得客户端在使用它们的时候，就不需要再去区分它们，客户不关心使用的到底是什么类型的对象，这就大大简化了客户端的使用

        更容易扩展

由于客户端是统一的面对Component来操作，因此，新定义的Composite或Leaf子类能够很容易的与已有的结构一起工作，而客户端不需要为增添了新的组件类而改变

  

缺点：    

         很难限制组合中的组件类型
         容易增加新的组件也会带来一些问题，比如很难限制组合中的组件类型。这在需要检测组件类型的时候，使得我们不能依靠编译期的类型约束来完成，必须在运行期间动态检测。

 

 

适用性
　　以下情况下适用Composite模式：
　　1．你想表示对象的部分-整体层次结构
　　2．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。

 

例子：

       一个机器生产厂商，下面有一个统一管理的部件（composite），用来管理每个独立的机器（concreteMachine），以进行正常运转。管理部件中只需要正确的管理自身所管理的机器运行即可，而不用关心具体是什么机器在运转。

 

类图：

 

实现代码：

machine.h

#ifndef MACHINE_H#define MACHINE_Hclass Machine{public:Machine(void);~Machine(void);virtual void start(){};virtual void run(){};virtual void stop(){};protected:virtual bool addMachine(Machine* mac);virtual bool removeMachine(Machine* mac);virtual Machine* getMachine(int index);};#endif

machine.cpp

#include "StdAfx.h"#include "machine.h"Machine::Machine(void){}Machine::~Machine(void){}bool Machine::addMachine( Machine* mac ){return false;}bool Machine::removeMachine( Machine* mac ){return false;}Machine* Machine::getMachine( int index ){return NULL;}

machinecomposite.h

#ifndef CMACHINECOMPOSITE_H#define CMACHINECOMPOSITE_H#include "machine.h"#include <vector>class CMachineComposite : public Machine{public:CMachineComposite(void);~CMachineComposite(void);bool addMachine(Machine* mac);bool removeMachine(Machine* mac);Machine* getMachine(int index);private:std::vector<Machine*> m_machineList;};#endif

 

machinecomposite.cpp

#include "StdAfx.h"#include "machineComposite.h"#include <algorithm>CMachineComposite::CMachineComposite(void){}CMachineComposite::~CMachineComposite(void){}bool CMachineComposite::addMachine( Machine* mac ){m_machineList.push_back(mac);return true;}bool CMachineComposite::removeMachine( Machine* mac ){std::vector<Machine*>::iterator it;it = find(m_machineList.begin(),m_machineList.end(),mac);if (m_machineList.end() != it){m_machineList.erase(it);return true;}return false;}Machine* CMachineComposite::getMachine( int index ){return m_machineList[index];}

 

abstractmachine.h

#ifndef CABSTRACTMACHINE_H#define CABSTRACTMACHINE_H#include "machine.h"class CAbstractMachine : public Machine{public:CAbstractMachine(void);~CAbstractMachine(void);void start();void run();void stop();};#endif

 

abstractmachine.cpp

#include "StdAfx.h"#include "abstractMachine.h"CAbstractMachine::CAbstractMachine(void){}CAbstractMachine::~CAbstractMachine(void){}void CAbstractMachine::start(){}void CAbstractMachine::run(){}void CAbstractMachine::stop(){}

 

concretemachine.h

#ifndef CONCRETEMACHINE_H#define CONCRETEMACHINE_H#include "abstractMachine.h"#include <iostream>class ConcreteMachine : public CAbstractMachine{public:ConcreteMachine(void);~ConcreteMachine(void);void start();void run();void stop();};#endif

 

concretemachine.cpp

#include "StdAfx.h"#include "concreteMachine.h"ConcreteMachine::ConcreteMachine(void){}ConcreteMachine::~ConcreteMachine(void){}void ConcreteMachine::start(){std::cout<<"Machine 1 have start."<<std::endl;}void ConcreteMachine::run(){std::cout<<"Machine 1 have run."<<std::endl;}void ConcreteMachine::stop(){std::cout<<"Machine 1 have stop."<<std::endl;}

 

concretemachine2.h

#ifndef CONCRETEMACHINE_HH#define CONCRETEMACHINE_HH#include "abstractMachine.h"#include <iostream>class ConcreteMachine2 : public CAbstractMachine{public:ConcreteMachine2(void);~ConcreteMachine2(void);void start();void run();void stop();};#endif

 

concretemachine2.cpp

#include "StdAfx.h"#include "concreteMachine2.h"ConcreteMachine2::ConcreteMachine2(void){}ConcreteMachine2::~ConcreteMachine2(void){}void ConcreteMachine2::start(){std::cout<<"Machine 2 have start."<<std::endl;}void ConcreteMachine2::run(){std::cout<<"Machine 2 have run."<<std::endl;}void ConcreteMachine2::stop(){std::cout<<"Machine 2 have stop."<<std::endl;}

演示代码：

// Composite.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。//#include "stdafx.h"#include "stdlib.h"#include "machineComposite.h"#include "concreteMachine.h"#include "concreteMachine2.h"int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ConcreteMachine* mc1 = new ConcreteMachine();ConcreteMachine2* mc2 = new ConcreteMachine2();CMachineComposite* mc = new CMachineComposite();mc->addMachine(mc1);mc->addMachine(mc2);mc->getMachine(1)->start();mc->getMachine(1)->run();mc->getMachine(1)->stop();mc->getMachine(0)->start();mc->getMachine(0)->run();mc->getMachine(0)->stop();mc->removeMachine(mc1);delete mc1;delete mc2;delete mc;system("pause");return 0;}