设计模式之组合模式

前言

常常有一些组件在内部具有特定的数据结构,如果让客户程序依赖这些特定的数据结构,将极大地破坏组件的复用。这时候,讲这些特定数据结构封装在内部,在外部提供统一的接口,来实现与特定数据结构无关的访问,是一种行之有效的解决方案

定义

"数据结构" 模式。将对象组合成树形结构以表示 "部分-整体" 的层次结构。组合使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性(稳定)

动机

软件在某些情况下,客户代码过多的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一样来处理复杂的对象容器?

案例

代码

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <list>
#include <string>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Component
{
public:
    virtual void process() = 0;
    virtual ~Component(){}
};

//树节点
class Composite : public Component{
    
    string name;
    list<Component*> elements;
public:
    Composite(const string & s) : name(s) {}
    
    void add(Component* element) {
        elements.push_back(element);
    }
    void remove(Component* element){
        elements.remove(element);
    }
    
    void process(){
        
        //1. process current node
        
        
        //2. process leaf nodes
        for (auto &e : elements)
            e->process(); //多态调用
         
    }
};

//叶子节点
class Leaf : public Component{
    string name;
public:
    Leaf(string s) : name(s) {}
            
    void process(){
        //process current node
    }
};


void Invoke(Component & c){
    //...
    c.process();
    //...
}


int main()
{

    Composite root("root");
    Composite treeNode1("treeNode1");
    Composite treeNode2("treeNode2");
    Composite treeNode3("treeNode3");
    Composite treeNode4("treeNode4");
    Leaf leat1("left1");
    Leaf leat2("left2");
    
    root.add(&treeNode1);
    treeNode1.add(&treeNode2);
    treeNode2.add(&leaf1);
    
    root.add(&treeNode3);
    treeNode3.add(&treeNode4);
    treeNode4.add(&leaf2);
    
    process(root);
    process(leaf2);
    process(treeNode3);
  
}
类图
总结

组合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,无需关系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" 解耦是组合的核心思想,解耦之后,客户代码将与纯粹的抽象接口------而非对象容器的内部实现------发生依赖,从而更能 "应对变化"

组合模式在具体实现中,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,可以使用缓存技巧来改善效率

相关推荐
じ☆冷颜〃1 小时前
分布式系统中网络技术的演进与异构融合架构(HFNA)
笔记·python·物联网·设计模式·架构·云计算
散峰而望4 小时前
【算法竞赛】C++函数详解:从定义、调用到高级用法
c语言·开发语言·数据结构·c++·算法·github
CoderCodingNo4 小时前
【GESP】C++五级真题(贪心思想考点) luogu-B4071 [GESP202412 五级] 武器强化
开发语言·c++·算法
我有一些感想……4 小时前
An abstract way to solve Luogu P1001
c++·算法·ai·洛谷·mlp
智者知已应修善业5 小时前
【求等差数列个数/无序获取最大最小次大次小】2024-3-8
c语言·c++·经验分享·笔记·算法
..过云雨6 小时前
17-2.【Linux系统编程】线程同步详解 - 条件变量的理解及应用
linux·c++·人工智能·后端
量子炒饭大师6 小时前
Cyber骇客的逻辑节点美学 ——【初阶数据结构与算法】二叉树
c语言·数据结构·c++·链表·排序算法
fpcc7 小时前
C++编程实践—false_type和true_type的实践应用
c++
量子炒饭大师7 小时前
Cyber骇客神经塔尖协议 ——【初阶数据结构与算法】堆
c语言·数据结构·c++·二叉树·github·
王老师青少年编程8 小时前
2025年12月GESP(C++二级): 环保能量球
c++·算法·gesp·csp·信奥赛·二级·环保能量球