设计模式之组合模式

来源：互联网发布：电气常用数据手册编辑：程序博客网时间：2024/05/22 15:02

1、组合模式(Composite)：将对象组合成树形结构已表示‘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。

UML图如下：

2、组合模式的透明方式与安全方式

1）透明方法：

也就是说在Component中声明所有用来管理子对象的方法，其中包括Add，Remove等。这样实现Component接口所有的子类都具备了Add和Remove。

这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别，它们具备完全一致的行为接口，但问题也很明显。因为Leaf类本身不具备Add（），Remove方法的功能，所以实现它是没有意义的。

2）安全方法：

也就是在Component接口中不去声明Add和Remove方法，那么子类的Leaf也就不需要去实现它，而是在Composite声明所有用来管理子类对象的方法，这样的做就不会出现刚才提出的问题，由于不够透明，所以树叶和树枝类将不具有相同的接口，客户端的调用需要做相应的判断，带来了不便。

3、如何使用组合模式？

答：当你发现需求中是体系部分与整体层次结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的的不同，统一使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式了。

4、组合模式的好处？

答：组合模式定义了包含基本对象，组合对象的类层次结构，基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断地递归下去，客户代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象。用户不用关心到底是处理一个叶节点还是处理一个组合组件。也就用不着为定义组合而写一些选择判断语句了。组合模式让客户可以一致地使用组合结构和单个对象。

5、C++代码实现

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
/* Component为组合中的对象声明接口，在适当情况下，
实现所有类共有接口的默认行为。声明一个接口用于
访问和管理Component的子部件 */
class Component
{
protected:
string name;
public:
Component(string);
/* 通常都用Add和Remove的方法
来提供增加和移除树叶或树枝的功能*/
virtual void Add(Component *) = 0;
virtual void Remove(Component *) = 0;
virtual void Display(int) = 0;
};
Component::Component(string name)
{
Component::name = name;
}
/* Leaf在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。 */
class Leaf : public Component
{
public:
Leaf(string name):Component(name) {}
void Add(Component *);
void Remove(Component *);
void Display(int);
};
/* 由于叶子没有增加分枝和树叶，所以Add和Remove方法实现它没有意义，
但这样做可以消除叶节点和枝节点对象在抽象层次的区别，它们具有
完全一致的接口。 */
void Leaf::Add(Component * p_c)
{
cout << "Cannot add to a leaf" << endl;
}
void Leaf::Remove(Component * p_c)
{
cout << "Cannot remove from a leaf" << endl;
}
/* 叶子节点的具体方法，此处是显示器名称和级别 */
void Leaf::Display(int depth)
{
for (int i = 0; i < depth; ++i) {
cout << "-";
}
cout << name << endl;
}
/* Component定义有枝节点行为，用来存储子部件
在Component接口中实现与子部件有关的操作，
比如增加Add和删除Remove。 */
class Composite : public Component
{
private:
vector<Component *> v;
public:
Composite(string name) : Component(name) {}
void Add(Component *);
void Remove(Component *);
void Display(int);
};
void Composite::Add(Component * p_c)
{
v.push_back(p_c);
}
void Composite::Remove(Component * p_c)
{
vector<Component *>::iterator it;
it = find(v.begin(), v.end(), p_c);
v.erase(it);
}
/* 显示节点名称并对其下级进行遍历 */
void Composite::Display(int depth)
{
for (int i = 0; i < depth; ++i) {
cout << "-";
}
cout << name << endl;
int cnt = v.size();
for (int i = 0; i < cnt; ++i) {
v[i]->Display(depth + 2);
}
}
int main()
{
Composite * root = new Composite("root");
Leaf * leafA = new Leaf("Leaf A");
root->Add(leafA);
root->Add(new Leaf("Leaf B"));
Composite * comp = new Composite("Composite X");
comp->Add(new Leaf("Leaf XA"));
comp->Add(new Leaf("Leaf XB"));
root->Add(comp);
root->Display(1);
root->Remove(leafA);
root->Display(1);
return 0;
}

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