C++设计模式 - 组合模式（Composite）

数据结构模式

• 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，将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。

典型模式

• Composite
• Iterator
• Chain of Resposibility

Composite

动机( Motivation )

• 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一样来处理复杂的对象容器?

模式定义.

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)。

结构

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二发生依赖 ,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。

cpp

#include<list>
#include<string>
#include<memory>
#include<algorithm>
#include<iostream>
class Component
{
protected:
std::string name;
public:
Component(std::string str) :name(str) {}
virtual void display() = 0;
virtual void add(Component*) = 0;
virtual void remove(Component*) = 0;
virtual ~Component() {}
};

class Composite:public Component
{
private:
std::list<std::shared_ptr<Component>>elements;
public:
Composite(std::string str) :Component(str) {}
void add(Component* element)
{
auto it = std::find_if(elements.begin(), elements.end(),
[element](std::shared_ptr<Component>ptr) {return element == ptr.get(); });
if (it == elements.end())
{
elements.push_back(std::shared_ptr<Component>(element));
}
}
void remove(Component* element)
{
auto it = std::find_if(elements.begin(), elements.end(),
[element](std::shared_ptr<Component>ptr) {return element == ptr.get(); });
if (it == elements.end())
{
return;
}
elements.erase(it);
}
void display()
{
for (auto it = elements.cbegin(); it != elements.cend(); ++it)
{
(*it)->display();   //多态调用
}
}
};

class Leaf : public Component
{
public:
Leaf(std::string str) :Component(str) {}
void display()
{
std::cout << name << std::endl;
}
void add(Component* element)
{
std::cout << "Leaf cannot add" << std::endl;
}
void remove(Component* element)
{
std::cout << "Leaf cannot remove" << std::endl;
}
};

int main()
{
Component* p = new Composite("北京");
p->add(new Leaf("紫荆城"));
p->add(new Leaf("朝阳区"));
Component* p1 = new Composite("郑州");
p1->add(new Leaf("郑大"));
p1->add(new Leaf("。。。"));
p->add(p1);
p->display();
return 0;
}