组合模式（C++）

定义

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(稳定)。

应用场景

在软件在某些情况下，客户代码过多地依赖于对象容器复杂的内部实现结构，对象容器内部实现结构(而非抽象接口)的变化将引起客户代码的频繁变化，带来了代码的维护性、扩展性等弊端。
如何将"客户代码与复杂的对象容器结构"解耦?让对象容器自己来实现自身的复杂结构，从而使得客户代码就像处理简单对象-样来处理复杂的对象容器?

结构

代码示例

cpp 复制代码

//Composite.h
/****************************************************/
#ifndef COMPOSITE_H
#define COMPOSITE_H
#include <iostream>
#include <list>
 
using namespace std;
 
// 抽象类-节点
class Node
{
public:
	// 构造函数
	explicit Node(string name) :m_name(name) {};
 
	// 析构函数
	virtual ~Node() {};
 
	// 添加
	virtual void add(Node *node) {};
 
	// 删除
	virtual void remove(Node *node) {};
 
	// 显示
	virtual void show(int space) {
		for (int i = 0; i < space; i++) {
			cout << "  ";
		}
		cout << m_name << endl;
	}
 
protected:
	string m_name;                                       // 名字
};
 
// 具体类-Word文件
class WordFile :public Node
{
public:
	// 构造函数
	explicit WordFile(string name) :Node(name) {};
 
	// 析构函数
	virtual ~WordFile() {};
 
};
 
// 具体类-文件夹
class Folder :public Node
{
public:
	// 构造函数
	explicit Folder(string name) :Node(name) {};
 
	// 析构函数
	virtual ~Folder() {
		nodeList.clear();
	}
 
	// 添加
	virtual void add(Node *node) {
		nodeList.emplace_back(node);
	}
 
	// 删除
	virtual void remove(Node *node) {
		nodeList.remove(node);
	}
 
	// 显示
	virtual void show(int space) {
		Node::show(space);
		space++;
		for (auto node : nodeList) {
			node->show(space);
		}
	}
 
private:
	list<Node*> nodeList;                                // 节点列表
};


#endif

cpp 复制代码

//test.cpp
/****************************************************/
#include "Composite.h"
 
int main()
{
	Node *f0 = new Folder("我的文件夹");
	// 文件夹1中放入Word2和Word3，并将文件夹1放入我的文件夹
	Node *f1 = new Folder("文件夹1");
	Node *w2 = new WordFile("Word2");
	Node *w3 = new WordFile("Word3");
	f1->add(w2);
	f1->add(w3);
	f0->add(f1);
	// 将Word1放入我的文件夹
	Node *w1 = new WordFile("Word1");
	f0->add(w1);
	// 显示我的文件夹中的内容
	f0->show(0);
	// 删除文件夹1中的Word2文件，再次显示我的文件夹中的内容
	f1->remove(w2);
	f0->show(0);
	// 删除指针并置空
	delete f0, f1, w1, w2, w3;
	f0 = nullptr;
	f1 = nullptr;
	w1 = nullptr;
	w2 = nullptr;
	w3 = nullptr;
	
	return 0;
}

运行结果

要点总结

Composite模式采用树形结构来实现普遍存在的对象容器,从而将"一对多"的关系转化为"一对一"的关系，使得客户代码可以一致地(复用)处理对象和对象容器，无需关心处理的是单个的对象，还是组合的对象容器。
将"客户代码与复杂的对象容器结构"解耦是Composite的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口一而非对象容器的内部实现结构一发生依赖，从而更能"应对变化"。
Composite模式在具体实现中，可以让父对象中的子对象反向追溯;如果父对象有频繁的遍历需求，可使用缓存技巧来改善效率。