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;}