C++設計模式之組合模式

組合模式，將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構，組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

一、緣由

在自然界中常常存在著許多樹形關系，例如公司的結構，有子公司，部門。又如文件系統的結構，目錄下邊有目錄或者文件，而目錄下的目錄又有目錄和文件，如此遞歸下去。而組合模式就是為了處理這種樹形關系而存在的。

二、實現

組合模式 天生就是為了表達樹形關系的，樹形關系的定義是遞歸的，故而組合模式的定義顯然也是遞歸的。組合模式的UML類圖如下：

在組合模式中存在三個角色：

Component 抽象構件類。該類給用戶提供了一個統一的視角，用戶可以對葉子和容器進行編程而無需在乎是葉子類或者是容器類。

Composite，容器構件類。容器構件類一方面可以提供操作如葉子類一樣，另一方面有可以包含子構件，子構建可以是容易構件也可以是葉子類。如果用文件系統來類比，容易構件類就是目錄。

Leaf,葉子類。葉子類可以提供功能操作，但是無法容納子構件。如果用文件系統來類比，葉子節點就是普通文件。

三、實例代碼

#include 
#include 
#include 
#include 

using std::string;

class Component {
public:
    virtual ~Component (){};
    virtual void operation() = 0;
    virtual void add(Component *subComponent){}
    virtual void remove(Component *subComponent){}
    virtual Component *getChild(std::vector::size_type index){
        return NULL;
    }
};

class Leaf : public Component{
public:
    virtual ~Leaf(){};
    virtual void operation() override{
        std::cout << "Here is leaf" << std::endl;
    }
};

class Composite : public Component {
private:
    std::vector children;
public:
    virtual ~Composite (){
        for(auto &child : children)
            delete child;
    };

    virtual void operation() override{
        std::cout << "Here is composite. childen : " << std::endl;
        for (auto &child : children){
            child->operation();
        }
    };

    virtual void add(Component *subComponent) override{
        children.push_back(subComponent);
    }

    virtual void remove(Component *subComponent) override{
        auto ret = std::find(children.begin(), children.end(),
                        subComponent);
        if (ret == children.end())
            return;

        children.erase(ret);
    }

    virtual Component *getChild(std::vector::size_type index) override{
        if (index > children.size())
            return nullptr;
        return children[index];
    }
};

int main(void)
{
    Component *component = new Composite;
    component->add(new Composite);
    component->add(new Composite);
    component->add(new Leaf);
    component->add(new Leaf);
    component->getChild(1)->add(new Leaf);
    component->getChild(1)->add(new Leaf);
    component->getChild(1)->add(new Leaf);

    component->operation();
}

運行結果：

Here is composite. childen :
Here is composite. childen :
Here is composite. childen :
Here is leaf
Here is leaf
Here is leaf
Here is leaf
Here is leaf