我所理解的设计模式（C++实现）——组合模式（Composite Pattern）
解决的问题：
我们PC用到的文件系统，其实就是我们数据结构里的树形结构，我们处理树中的每个节点时，其实不用考虑他是叶子节点还是根节点，因为他们的成员函数都是一样的，这个就是组合模式的精髓。他模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。
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具有一致性。
注明：树形结构里的叶子节点也有左右孩子，只不过他的孩子都是空。
概述
组合模式的实现根据所实现接口的区别分为两种形式，分别称为安全模式和透明模式。组合模式可以不提供父对象的管理方法，但组合模式必须在合适的地方提供子对象的管理方法（诸如：add、remove、getChild等）。
透明方式
作为第一种选择，在Component里面声明所有的用来管理子类对象的方法，包括add（）、remove（），以及getChild（）方法。这样做的好处是所有的构件类都有相同的接口。在客户端看来，树叶类对象与合成类对象的区别起码在接口层次上消失了，客户端可以同等同的对待所有的对象。这就是透明形式的组合模式。
这个选择的缺点是不够安全，因为树叶类对象和合成类对象在本质上是有区别的。树叶类对象不可能有下一个层次的对象，因此add（）、remove（）以及getChild（）方法没有意义，是在编译时期不会出错，而只会在运行时期才会出错或者说识别出来。
安全方式
第二种选择是在Composite类里面声明所有的用来管理子类对象的方法。这样的做法是安全的做法，因为树叶类型的对象根本就没有管理子类对象的方法，因此，如果客户端对树叶类对象使用这些方法时，程序会在编译时期出错。
这个选择的缺点是不够透明，因为树叶类和合成类将具有不同的接口。
这两个形式各有优缺点，需要根据软件的具体情况做出取舍决定。
类图结构及样例实现：
安全方式的组合模式：
这种形式涉及到三个角色：
抽象构件(Component)角色：这是一个抽象角色，它给参加组合的对象定义出公共的接口及其默认行为，可以用来管理所有的子对象。在安全式的合成模式里，构件角色并不是定义出管理子对象的方法，这一定义由树枝构件对象给出。
树叶构件（Leaf）角色：树叶对象是没有下级子对象的对象，定义出参加组合的原始对象的行为。
树枝构件（Composite）角色：代表参加组合的有下级子对象的对象。树枝对象给出所有的管理子对象的方法，如add（）、remove（）、getChild（）等。
样例实现：
//Menu.h
#include <string>
class Menu
{
public:
virtual ~Menu();
virtual void Add(Menu*);
virtual void Remove(Menu*);
virtual Menu* GetChild(int);
virtual void Display() = 0;
protected:
Menu();
Menu(std::string);
std::string m_strName;
};
//Menu.cpp
#include "stdafx.h"
#include "Menu.h"
Menu::Menu()
{
}
Menu::Menu(std::string strName) : m_strName(strName)
{
}
Menu::~Menu()
{
}
void Menu::Add(Menu* pMenu)
{}
void Menu::Remove(Menu* pMenu)
{}
Menu* Menu::GetChild(int index)
{
return NULL;
}
//SubMenu.h
#include "Menu.h"
class SubMenu : public Menu
{
public:
SubMenu();
SubMenu(std::string);
virtual ~SubMenu();
void Display();
};
//SubMenu.cpp
#include "stdafx.h"
#include "SubMenu.h"
#include <iostream>
using namespace std;
SubMenu::SubMenu()
{
}
SubMenu::SubMenu(string strName) : Menu(strName)
{
}
SubMenu::~SubMenu()
{
}
void SubMenu::Display()
{
cout << m_strName << endl;
}
//CompositMenu.h
#include "Menu.h"
#include <vector>
class CompositMenu : public Menu
{
public:
CompositMenu();
CompositMenu(std::string);
virtual ~CompositMenu();
void Add(Menu*);
void Remove(Menu*);
Menu* GetChild(int);
void Display();
private:
std::vector<Menu*> m_vMenu;
};
//CompositMenu.cpp
#include "stdafx.h"
#include "CompositMenu.h"
#include <iostream>
using namespace std;
CompositMenu::CompositMenu()
{
}
CompositMenu::CompositMenu(string strName) : Menu(strName)
{
}
CompositMenu::~CompositMenu()
{
}
void CompositMenu::Add(Menu* pMenu)
{
m_vMenu.push_back(pMenu);
}
void CompositMenu::Remove(Menu* pMenu)
{
m_vMenu.erase(&pMenu);
}
Menu* CompositMenu::GetChild(int index)
{
return m_vMenu[index];
}
void CompositMenu::Display()
{
cout << "+" << m_strName << endl;
vector<Menu*>::iterator it = m_vMenu.begin();
for (; it != m_vMenu.end(); ++it)
{
cout << "|-";
(*it)->Display();
}
}
#include "stdafx.h"
#include "Menu.h"
#include "SubMenu.h"
#include "CompositMenu.h"
int main(int argc, char* argv[])
{
Menu* pMenu = new CompositMenu("国内新闻");
pMenu->Add(new SubMenu("时事新闻"));
pMenu->Add(new SubMenu("社会新闻"));
pMenu->Display();
pMenu = new CompositMenu("国际新闻");
pMenu->Add(new SubMenu("国际要闻"));
pMenu->Add(new SubMenu("环球视野"));
pMenu->Display();
return 0;
}
实现要点：
1．组合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“一对一”的关系，使得客户代码可以一致地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。
2．将“客户代码与复杂的对象容器结构”解耦是组合模式的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口——而非对象容器的复内部实现结构——发生依赖关系，从而更能“应对变化”。
3．组合模式中，是将“Add和Remove等和对象容器相关的方法”定义在“表示抽象对象的Component类”中，还是将其定义在“表示对象容器的Composite类”中，是一个关乎“透明性”和“安全性”的两难问题，需要仔细权衡。这里有可能违背面向对象的“单一职责原则”，但是对于这种特殊结构，这又是必须付出的代价。
4．组合模式在具体实现中，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。
5．客户端尽量不要直接调用树叶类的方法，而是借助其父类（Component）的多态性完成调用，这样可以增加代码的复用性。
使用场景：
以下情况下适用组合模式：
1．你想表示对象的部分-整体层次结构。
2．你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。