Composite模式详解--设计模式（8）

Composite模式产生原因：

        在开发中，我们经常可能要递归构建树状的组合结构，Composite模式则提供了很好的解决方案。

Composite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。

Composite模式典型的UML结构图如图1所示：

           

        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。

Composite模式适用场景：

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。
Composite模式构成:
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。

Composite模式典型的示例代码如下：

Composite.h

<span style="font-size:14px;">#ifndef _COMPOSITE_H_
#define _COMPOSITE_H_

#include <vector>

using namespace std;

/*
Component抽象基类，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.
*/
class Component
{
public:
    //纯虚函数，只提供接口，没有默认的实现
    virtual void Operation()=0;    

    // 虚函数,提供接口,有默认的实现就是什么都不做
    virtual void Add(Component*);
    virtual void Remove(Component*);
    virtual Component* GetChild(int index);
    virtual ~Component();
protected:
    Component();
};

//Leaf是叶子结点,也就是不含有子组件的结点类，所以不用实现Add、Remove、GetChild等方法
class Leaf:public Component
{
public:
    //只实现Operation接口
    virtual void Operation();            
    Leaf();
    ~Leaf();
};

//Composite：含有子组件的类
class Composite:public Component
{
public:
    Composite();
    ~Composite();
    //实现所有接口
    void Operation();
    void Add(Component*);
    void Remove(Component*);
    Component* GetChild(int index);
private:
    //这里采用vector来保存子组件
    vector<Component*> m_ComVec;        
};
#endif</span>

Compostie.cpp

<span style="font-size:14px;">#include "Composite.h"
#include <iostream>

using namespace std;

Component::Component()
{}

Component::~Component()
{}

void Component::Add(Component* com)
{
    cout << "add" << endl;
}

void Component::Remove(Component* com)
{
}

void Component::Operation()
{
    cout << "Component::Operation" << endl;
}

Component* Component::GetChild(int index)
{
    return NULL;
}


Leaf::Leaf()
{}

Leaf::~Leaf()
{}

void Leaf::Operation()
{
    cout<< "Leaf::Operation" <<endl;
}

Composite::Composite()
{
}

Composite::~Composite()
{}

void Composite::Add(Component* com)
{
    this->m_ComVec.push_back(com);
}

void Composite::Remove(Component* com)
{
    this->m_ComVec.erase(&com);
}

void Composite::Operation()
{
    cout << "Composite::Operation" << endl;
    vector<Component*>::iterator iter = this->m_ComVec.begin();
    for(;iter!= this->m_ComVec.end();iter++)
    {
        (*iter)->Operation();
    }
}

Component* Composite::GetChild(int index)
{
    if(index < 0 || index > this->m_ComVec.size())
    {
        return NULL;
    }
    return this->m_ComVec[index];
}</span>

main.cpp

<span style="font-size:14px;">#include "Composite.h"
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    /*
      不管是叶子Leaf还是Composite对象pRoot、pCom都实现了Operation接口，所以可以一致对待，直接调用Operation()
      体现了“使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。”
    */
    Composite* pRoot = new Composite();

    //组合对象添加叶子节点
    pRoot->Add(new Leaf());

    Leaf* pLeaf1 = new Leaf();
    Leaf* pLeaf2 = new Leaf();

    //这里的叶子再添加叶子是没有意义的。
    //由于叶子与组合对象继承了相同的接口，所以语法上是对的，实际上什么也没做(继承自基类Component的Add方法)。
    //叶子节点只实现了Operation方法，其他Add、Remove、GetChild都继承自基类，没有实际意义。
    pLeaf1->Add(pLeaf2);
    pLeaf1->Remove(pLeaf2);
    //执行叶子Operation操作
    pLeaf1->Operation();

    //组合对象实现了基类Component的所有接口，所以可以做各种操作(Add、Remove、GetChild、Operation)。
    Composite* pCom = new Composite();
    //组合对象添加叶子节点
    pCom->Add(pLeaf1);
    //组合对象添加叶子节点
    pCom->Add(pLeaf2);
    //执行组合对象Operation操作
    pCom->Operation();

    //组合对象添加组合对象
    pRoot->Add(pCom);

    //执行组合对象Operation操作
    pRoot->Operation();

    //Component* cp = pCom->GetChild(0);
    //cp->Operation();

    //pCom->Remove(pLeaf1);

    return 0;
}</span>

代码说明：

     Composite模式在实现中有一个问题就是要提供对于子节点（Leaf）的管理策略，这里使用的是STL 中的vector，可以提供其他的实现方式，如数组、链表、Hash表等。
     Composite模式通过和Decorator模式有着类似的结构图，但是Composite模式旨在构造类，而Decorator模式重在不生成子类即可给对象添加职责。Decorator模式重在修饰，而Composite模式重在表示。