C++设计模式---组合模式

1、介绍

        组合模式（Composite）是一种结构型设计模式，也被称为部分-整体模式。它将复杂对象视为由多个简单对象（称为“组件”）组成的树形结构，这些组件能够共享相同的行为。每个组件都可能包含一个或多个子组件，而不需要了解子组件的具体类型。

在组合模式中，有三个关键角色：

        （1）组件（Composite）：这个抽象类或接口定义了所有组件都具有的公共行为。它通常有一个或多个方法来访问其子组件，并且可以包含一个指向子组件的指针数组。

        （2）具体组件（Leaf）：这是没有子组件的组件，它们直接实现了组件接口。这些是组合模式的叶子节点，不包含其他元素。

        （3）复合组件（Composite）：这是有子组件的组件，它们除了实现组件接口外，还负责维护子组件的列表，以及调用相应的方法对它们进行操作。

组合模式的优点：

        （1）支持动态扩展和灵活的层次结构。

        （2）降低组件间的耦合度，使得代码更易于理解和维护。

        （3）可以统一处理所有类型的组件，无论是简单的还是复杂的。

2、示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>// 抽象的组件类Element 描写全部部件共同拥有的行为
class Element
{
public:Element(const std::string& name): m_name(name){}virtual ~Element(){}virtual void eat() = 0;virtual void add(Element *) = 0;virtual void remove(Element *) = 0;virtual const std::string& getName(){return m_name;}
protected:std::string m_name;
};// 具体组件类，叶子构件 Apple类
class Apple : public Element
{
public:Apple(const std::string& name): Element(name){}virtual ~Apple(){std::cout << "~Apple()" << std::endl;}void eat(){std::cout << "eat fruit type is apple" << std::endl;}void add(Element *pcomt){}void remove(Element *pcomt){}
};// 具体组件类，叶子构件 Banana类
class Banana : public Element
{
public:Banana(const std::string& name): Element(name){}virtual ~Banana(){std::cout << "~Banana()" << std::endl;}void eat(){std::cout << "eat fruit type is banana " << std::endl;}void add(Element *pcomt){}void remove(Element *pcomt){}
};// 具体组件类，叶子构件 Pear类
class Pear : public Element
{
public:Pear(const std::string& name): Element(name){}virtual ~Pear(){std::cout << "~Pear()" << std::endl;}void eat(){std::cout << "eat fruit type is pear" << std::endl;}void add(Element *pcomt){}void remove(Element *pcomt){}
};// 复合组件类 容器构件类 PlateComposite水果盘
class PlateComposite : public Element
{
public:PlateComposite(const std::string& name): Element(name){}virtual ~PlateComposite(){std::cout << "~PlateComposite()" << std::endl;std::vector<Element *>::iterator it = _vecComp.begin();while (it != _vecComp.end()) {if (*it != NULL){std::cout << "----delete " << (*it)->getName() << "----" << std::endl;delete *it;*it = NULL;}_vecComp.erase(it); it = _vecComp.begin();}}void eat(){for(auto iter : _vecComp){iter ->eat();}}void add(Element *pcomt){_vecComp.push_back(pcomt);}void remove(Element *pcomt){for (std::vector<Element *>::iterator it = _vecComp.begin(); it != _vecComp.end(); ++it){if ((*it)->getName() == pcomt->getName()){if (*it != NULL){delete *it;*it = NULL;}_vecComp.erase(it);break;}}}
private:std::vector<Element *> _vecComp;
};int main() 
{ Element *obj1 = new Apple("apple");Element *obj2 = new Banana("banana");Element *plate1 = new PlateComposite("zuhe_1");plate1->add(obj1);plate1->add(obj2);plate1->eat();std::cout << "-----------------------------------------------" << std::endl;Element *obj3 = new Pear("pear");Element *plate2 = new PlateComposite("zuhe_2");plate2->add(obj3);plate2->eat();std::cout << "-----------------------------------------------" << std::endl;plate1->add(plate2);   // 将组合zuhe_2添加到组合zuhe_1中plate1->eat();std::cout << "-----------------------------------------------" << std::endl;plate1->remove(obj1);plate1->eat();std::cout << "-----------------------------------------------" << std::endl;// delete obj1;// delete obj2;if(nullptr != plate1){delete plate1;plate1 = nullptr;}return 0; 
} 

结果：

eat fruit type is apple
eat fruit type is banana 
-----------------------------------------------
eat fruit type is pear
-----------------------------------------------
eat fruit type is apple
eat fruit type is banana 
eat fruit type is pear
-----------------------------------------------
~Apple()
eat fruit type is banana 
eat fruit type is pear
-----------------------------------------------
~PlateComposite()
----delete banana----
~Banana()
----delete zuhe_2----
~PlateComposite()
----delete pear----
~Pear()