【设计模式】组合模式（Composite）

一、问题导入

二、代码实现

三、课件内容（我个人认为内容模糊且交叉，有些地方我认为是不准确或者是不正确的）

1.为什么用（Why）

前言：该设计模式在我的另一篇**【OpenGL】父子级关系** 中也做了一定的阐述，本文有一部分阐述全都由那篇文章拷贝而来。感兴趣的可以去看一下【OpenGL】父子级关系-CSDN博客

一、问题导入

组合模式 是一种树形结构，通过扩充子节点的方式将整体与部分组合起来，不仅可以通过遍历更新所有子节点，还可以通过递归的形式将整体的行为逻辑施加给子节点。

试着去移动我们的手臂，平移大臂，此时小臂会跟着大臂一起移动，接着弯曲小臂，大臂并不会随着小臂移动。这个时候，大臂的具体状态就是其经过平移后的位置，而小臂则是小臂弯曲与大臂平移的叠加后的位置。这个时候小臂为"子"，而大臂为"父"，"父"的变化会牵连着所有的"子"，反之不行。（骨骼动画便是这样的典型应用）

二、代码实现

这样的组合模式是一个树形结构，每一个抽象的Object都会连着若干个Object

值得欣慰的是，这种结构的实现相当简单！

cpp 复制代码

//树形结构组件
class Object
{
public:
	//添加子节点
	void add_child(Object* child) { children.push_back(child); }
	virtual void on_update()
	{//更新所有子节点
		for (auto child : children)
			child->on_update();
	}
private:
	std::vector<Object*> children;//容器存储子节点
};

大小臂移动的实例代码：（在这里，将小臂作为大臂的一个子节点，那么当进行大臂的更新的时候，就会同时更新小臂）

cpp 复制代码

#pragma once

#include<iostream>
#include<vector>

namespace _CompositePattern
{ 
	//树形结构的地基
	class Object
	{
	public:
		//添加子节点
		void add_child(Object* child) { children.push_back(child); }
		virtual void on_update()
		{//更新所有子节点
			for (auto child : children)
				child->on_update();
		}
	private:
		std::vector<Object*> children;//容器存储子节点
	};
	//小臂
    class ForeArm : public Object
	{
	public:
		void on_update() override
		{
			std::cout << "小臂移动" << std::endl;
			Object::on_update();
		}
	};
	//大臂
	class UpperArm : public Object
	{
	public:
		void on_update() override
		{
			std::cout << "大臂移动" << std::endl;
			Object::on_update();
		}
	};
	
	void test()
	{
		Object* upper_arm = new UpperArm();
        Object* fore_arm = new ForeArm();
		//将小臂链接到大臂上
        upper_arm->add_child(fore_arm);
        //移动大臂，此时小臂也会移动
		upper_arm->on_update();
        delete upper_arm;
        delete fore_arm;
	}
}

运行结果：

三、课件内容（我个人认为内容模糊且交叉，有些地方我认为是不准确或者是不正确的）

1.为什么用（Why）

（1）将对象组合成树形结构，以表示部分 - 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保持一致。

（2）将复杂元素当作简单元素来处理，从而使客户端程序与复杂元素的内部结构解耦。

2.什么时候用（When）

（1）树枝和树叶实现统一的接口，树枝在内部组合该接口。

（2）该接口在树枝内部组装，并包含内部属性列表，列表中放置组件（Component）。

3.怎么用（How）

（1）树枝和树叶实现统一的接口，树枝在内部组合该接口。

（2）该接口在树枝内部组装，并包含内部属性列表，列表中放置组件（Component）。

4.锐评

英雄所见略同

四、优劣

1.优势

（1）高层模块调用简单。

（2）节点可自由增加（符合开闭原则，OCP）。

2.劣势

（1）难以给功能差异过大的类提供通用接口。

（2）树叶和树枝都是实现类（违反依赖倒置原则，DIP）。（个人存疑）

五、个人补充

组合模式 的应用十分广泛，包括文件系统、骨骼动画，以及各类渲染引擎和游戏引擎的场景结构。这种设计模式巧妙地通过统一接口，实现了客户端与节点结构的解耦，让我们操作节点时（比如删除文件夹、移动骨骼），不用区分操作的是整体（父节点）还是部分（子节点），也不用手动处理它们的联动逻辑。