结构型模式のComposite模式

Composite组合模式

作用：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。

UML图如下：

在Component中声明所有用来管理子对象的方法，其中包括Add、Remove等，这样实现Component接口的所有子类都具备了Add和Remove。

这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别，它们具备 完全一致的行为 接口。

但问题也很明显，因为Leaf类本身不具备Add()、Remove()方法的 功能，所以实现它是没有意义的。



何时使用组合模式：

当你发现需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式了。



基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断地递归下去，客户代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象了。



用户不用关心到底是处理一个叶节点还是处理一个组合组件，也就用不着为定义组合二写一些选择判断语句了。



组合模式让客户可以一致地使用组合结构和单个对象。



抽象基类:

1)Component:为组合中的对象声明接口，声明了类共有接口的缺省行为(如这里的Add,Remove,GetChild函数)，声明一个接口函数可以访问Component的子组件.



接口函数:

1)Component::Operatation:定义了各个组件共有的行为接口，由各个组件的具体实现.

2)Component::Add添加一个子组件

3)Component::Remove::删除一个子组件.

4)Component::GetChild:获得子组件的指针.



说明:

Component模式是为解决组件之间的递归组合提供了解决的办法，它主要分为两个派生类：

1)、Leaf是叶子结点,也就是不含有子组件的结点

2)、Composite是含有子组件的类.

举一个例子来说明这个模式，在UI的设计中,最基本的控件是诸如Button、Edit这样的控件，相当于是这里的Leaf组件，而比较复杂的控件 比如Panel则可也看做是由这些基本的组件组合起来的控件，相当于这里的Composite，它们之间有一些行为含义是相同的，比如在控件上作一个点 击,移动操作等等的，这些都可以定义为抽象基类中的接口虚函数，由各个派生类去实现之，这些都会有的行为就是这里的Operation函数，而添加、删除 等进行组件组合的操作只有非叶子结点才可能有，所以虚拟基类中只是提供接口而且默认的实现是什么都不做。

代码如下：

1 //Component.h
 2 
 3 #pragma once
 4 class Component
 5 {
 6 public:
 7     
 8     virtual ~Component(void);
 9 
10 　//纯虚函数，只提供接口，没有默认的实现
11     virtual void Operator() = 0;
12 
13 　// 虚函数,提供接口,有默认的实现就是什么都不做
14     virtual void Add(Component*);
15     virtual void Remove(Component*);
16     virtual Component* GetChild(int index);
17 protected:
18     Component(void);
19 };
20 
21 //Component.cpp
22 
23 #include "StdAfx.h"
24 #include "Component.h"
25 #include <iostream>
26 using std::endl;
27 using std::cout;
28 
29 Component::Component(void)
30 {
31 }
32 
33 
34 Component::~Component(void)
35 {
36 }
37 
38 void Component::Add(Component* com){
39     
40 }
41 
42 void Component::Remove(Component* com){
43 
44 }
45 
46 void Component::Operator(){
47     
48 }
49 
50 Component* Component::GetChild(int index){
51     return NULL;
52 }

1 //leaf.h
 2 
 3 #pragma once
 4 #include "component.h"
 5 class Leaf :
 6     public Component
 7 {
 8 public:
 9     Leaf(void);
10     virtual ~Leaf(void);
11     virtual void Operator();
12 };
13 
14 //leaf.cpp
15 
16 #include "StdAfx.h"
17 #include "Leaf.h"
18 #include <iostream>
19 using std::cout;
20 using std::endl;
21 
22 Leaf::Leaf(void)
23 {
24 }
25 
26 
27 Leaf::~Leaf(void)
28 {
29 }
30 
31 void Leaf::Operator(){
32     cout<<"Leaf::operator"<<endl;
33 }

1 //Composite.h
 2 
 3 #pragma once
 4 #include "component.h"
 5 #include <vector>
 6 using std::vector;
 7 class Composite :
 8     public Component
 9 {
10 public:
11     Composite(void);
12     virtual ~Composite(void);
13     void Operator();
14     void Add(Component*);
15     void Remove(Component*);
16     Component* GetChild(int index);
17 private:
18     vector<Component*> m_ComVec;
19 };
20 
21 //Composite.cpp
22 
23 #include "StdAfx.h"
24 #include "Composite.h"
25 #include <iostream>
26 #include <algorithm>
27 using std::endl;
28 using std::cout;
29 
30 Composite::Composite(void)
31 {
32 }
33 
34 
35 Composite::~Composite(void)
36 {
37 }
38 
39 void Composite::Add(Component* com){
40     this->m_ComVec.push_back(com);
41 }
42 
43 void Composite::Remove(Component* com){
44     
45     this->m_ComVec.erase(find(this->m_ComVec.begin(),this->m_ComVec.end(),com));
46 }
47 
48 void Composite::Operator(){
49     cout<<"Composite::Operator"<<endl;
50     vector<Component*>::iterator iter = this->m_ComVec.begin();
51     for(;iter != this->m_ComVec.end();iter++){
52         (*iter)->Operator();
53     }
54 }
55 
56 Component* Composite::GetChild(int index){
57     if(index<0 || index >(int)(this->m_ComVec.size()))
58         return NULL;
59     return this->m_ComVec[index];
60 }

1 // main.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 
 3 #include "stdafx.h"
 4 #include "Leaf.h"
 5 #include "Composite.h"
 6 
 7 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
 8 {
 9     Composite* pRoot = new Composite();
10     pRoot->Add(new Leaf());
11 
12     Leaf* pLeaf1 = new Leaf();
13     Leaf* pLeaf2 = new Leaf();
14     
15     pRoot->Add(pLeaf1);
16     pRoot->Add(pLeaf2);
17     pRoot->Remove(pLeaf1);
18 
19     pRoot->Operator();
20 
21     return 0;
22 }

组合的另一个例子：摘自~~~

DP书上给出的定义：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。注意两个字“树形”。这 种树形结构在现实生活中随处可见，比如一个集团公司，它有一个母公司，下设很多家子公司。不管是母公司还是子公司，都有各自直属的财务部、人力资源部、销 售部等。对于母公司来说，不论是子公司，还是直属的财务部、人力资源部，都是它的部门。整个公司的部门拓扑图就是一个树形结构。



下面给出组合模式的UML图。从图中可以看到，FinanceDepartment、HRDepartment两个类作为叶结点，因此没有定义添加函数。 而ConcreteCompany类可以作为中间结点，所以可以有添加函数。那么怎么添加呢？这个类中定义了一个链表，用来放添加的元素。

1 //Company.h
 2 
 3 #pragma once
 4 #include <string>
 5 using std::string;
 6 class Company
 7 {
 8 public:
 9     Company(string name);
10     virtual ~Company(void);
11     virtual void Add(Company* pCom);
12     virtual void Show(int depth);
13 protected:
14     string m_name;
15 };
16 
17 //Company.cpp
18 
19 #include "StdAfx.h"
20 #include "Company1.h"
21 
22 Company1::Company1(string name)
23 {
24     m_name=name;
25 }
26 
27 Company1::~Company1(void)
28 {
29 }
30 
31 void Company1::Add(Company1* pCom){
32 }
33 
34 void Company1::Show(int depth){
35 }

1 //ConcreteCompany.h
 2 
 3 #pragma once
 4 #include "company.h"
 5 #include <list>
 6 using std::list;
 7 class ConcreteCompany :
 8     public Company
 9 {
10 public:
11     ConcreteCompany(string name);
12     virtual ~ConcreteCompany(void);
13     void Add(Company* pCom);
14     void Show(int depth);
15 private:
16     list<Company *> m_listCompany;
17 };
18 
19 //ConcreteCompany.cpp
20 
21 #include "StdAfx.h"
22 #include "ConcreteCompany.h"
23 #include <iostream>
24 using std::endl;
25 using std::cout;
26 
27 ConcreteCompany::ConcreteCompany(string name):Company(name)
28 {
29 }
30 
31 
32 ConcreteCompany::~ConcreteCompany(void)
33 {
34 }
35 
36 void ConcreteCompany::Add(Company* pCom){
37     m_listCompany.push_back(pCom);
38 }
39 
40 void ConcreteCompany::Show(int depth){
41     for(int i = 0;i<depth;i++)
42         cout<<"-";
43     cout<<this->m_name<<endl;
44     list<Company*>::iterator iter=m_listCompany.begin();
45     for(;iter!=m_listCompany.end();iter++)
46         (*iter)->Show(depth+2);
47 }

1 //FinanceDepartment.h
 2 
 3 #pragma once
 4 #include "company.h"
 5 class FinanceDepartment :
 6     public Company
 7 {
 8 public:
 9     FinanceDepartment(string name);
10     virtual ~FinanceDepartment(void);
11     virtual void Show(int depth);
12 };
13 
14 
15 //FinanceDepartment.cpp
16 
17 #include "StdAfx.h"
18 #include "FinanceDepartment.h"
19 #include <iostream>
20 using std::endl;
21 using std::cout;
22 
23 FinanceDepartment::FinanceDepartment(string name):Company1(name)
24 {
25 }
26 
27 
28 FinanceDepartment::~FinanceDepartment(void)
29 {
30 }
31 
32 void FinanceDepartment::Show(int depth){
33     for(int i=0;i<depth;i++)
34         cout<<"-";
35     cout<<this->m_name<<endl;
36 }

1 //HRDepartment.h
 2 
 3 #pragma once
 4 #include "company.h"
 5 class HRDepartment :
 6     public Company
 7 {
 8 public:
 9     HRDepartment(string name);
10     virtual ~HRDepartment(void);
11     virtual void Show(int depth);
12 };
13 
14 //HRDepartment.cpp
15 
16 #include "StdAfx.h"
17 #include "HRDepartment.h"
18 #include <iostream>
19 using std::endl;
20 using std::cout;
21 
22 HRDepartment::HRDepartment(string name):Company(name)
23 {
24 }
25 
26 HRDepartment::~HRDepartment(void)
27 {
28 }
29 
30 void HRDepartment::Show(int depth){
31     for(int i=0;i<depth;i++)
32         cout<<"-";
33     cout<<this->m_name<<endl;
34 }

1 // Company.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 
 3 #include "stdafx.h"
 4 #include "ConcreteCompany.h"
 5 #include "FinanceDepartment.h"
 6 #include "HRDepartment.h"
 7 
 8 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
 9 {
10     Company *root = new ConcreteCompany("总公司");
11     Company *leaf1 = new FinanceDepartment("财务部");
12     Company *leaf2 = new HRDepartment("人力资源部");
13     root->Add(leaf1);
14     root->Add(leaf2);
15 
16     Company1* mid1 = new ConcreteCompany("分公司A");
17     Company1* leaf3 = new FinanceDepartment("财务部");
18     Company1* leaf4 = new HRDepartment("人力资源部");
19     mid1->Add(leaf3);
20     mid1->Add(leaf4);
21     root->Add(mid1);
22 
23     Company1 *mid2=new ConcreteCompany("分公司B");  
24     FinanceDepartment *leaf5=new FinanceDepartment("财务部");  
25     HRDepartment *leaf6=new HRDepartment("人力资源部");  
26     mid2->Add(leaf5);  
27     mid2->Add(leaf6);  
28     root->Add(mid2);  
29     root->Show(0);  
30 
31     delete leaf1; delete leaf2;  
32     delete leaf3; delete leaf4;  
33     delete leaf5; delete leaf6;   
34     delete mid1; delete mid2;  
35     delete root;  
36     return 0;
37 }

测试环境：vs 2010

上面的实现方式有缺点，就是内存的释放不好，需要客户自己动手，非常不方便。有待改进，比较好的做法是让ConcreteCompany类来释放。因为所 有的指针都是存在ConcreteCompany类的链表中。C++的麻烦，没有垃圾回收机制。上面的实现方式有缺点，就是内存的释放不好，需要客户自己 动手，非常不方便。有待改进，比较好的做法是让ConcreteCompany类来释放。因为所有的指针都是存在ConcreteCompany类的链表 中。C++的麻烦，没有垃圾回收机制。

本文经过博主修改、原文参考：~~~
原文链接: https://www.cnblogs.com/labi/p/3602494.html

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