C++ 组合模式

什么是组合模式？

• 组合模式是一种结构型设计模式，通过组合多个相同或不同的对象最终构成的树形结构。
• 具有整体-部分关系的层次结构，无论是对叶子节点还是对于树节点的调用接口具有一致性。
• 组合模式又称为部分-整体模式

如何理解组合模式？

这里以电脑的“文件夹”和“文件”为例:
一个文件夹中可以包含零到多个文件夹和文件，而每个子文件夹又可以包含孙子文件夹和文件，以此类推。
那如何知道当前文件夹的大小呢？这时候我们可以把文件夹和文件的大小抽象成一个接口。文件夹作为树(Composite)节点，文件作为叶子(leaf)节点

• 文件夹的大小=所有当前子文件夹的大小+所有当前子文件大小
• 文件大小=当前文件大小

看到下面的图，有没有觉得这好像和Qt的元对象树很像呢！！！

代码描述

• 首选是需要统一的抽象接口

class I_Component {
public:
	virtual ~I_Component() {}
	virtual void Add(std::shared_ptr<I_Component> cmpt){};
	virtual void Remove(std::shared_ptr<I_Component> cmpt){};
	virtual void Operation() = 0;
};
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• 定义树节点，输节点具有遍历当其任意子节点的功能

class CompositeEntity : public I_Component {
public:
	CompositeEntity(const string& s) : name(s) {}
	virtual void Add(std::shared_ptr<I_Component> element) override {
		elements.push_back(element);
	}
	virtual void Remove(std::shared_ptr<I_Component> element) override {
		elements.remove(element);
	}
	virtual void Operation()
	{
		cout << name << endl;
		cout << "this is Composite has children size=" << elements.size() << endl;
		for (auto& leaf : elements) {
			leaf->Operation();
		}
	}

private:
	string                             name;
	list<std::shared_ptr<I_Component>> elements;
};
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• 定义叶子点

class LeafEntity : public I_Component {
public:
	LeafEntity(string s) : name(s) {}
	virtual void Operation(){
		cout << "this is leaf:" << name<< endl;
	}

private:
	string name;
};
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这时候当我们想获取某一个节点下的详细信息，只需要调用抽象接口Operation方法即可

static void ShowComponent(std::shared_ptr<I_Component> c)
{
	c->Operation();
	cout << "\r" << endl;
}

int main()
{
	std::shared_ptr<I_Component> pRoot = std::make_shared<CompositeEntity>("pRoot");

	std::shared_ptr<I_Component> pPart1 = std::make_shared<CompositeEntity>("pPart1");
	pPart1->Add(std::make_shared<LeafEntity>("Leaf1-1"));
	pPart1->Add(std::make_shared<LeafEntity>("Leaf1-2"));

	std::shared_ptr<I_Component> pPart2 = std::make_shared<CompositeEntity>("pPart2");
	std::shared_ptr<I_Component> pPart2_1 = std::make_shared<CompositeEntity>("pPart2_1");
	pPart2->Add(std::make_shared<LeafEntity>("Leaf2-1"));
	pPart2->Add(std::make_shared<LeafEntity>("Leaf2-2"));
	pPart2->Add(pPart2_1);

	std::shared_ptr<I_Component> leaf_999 = std::make_shared<LeafEntity>("leaf_999");
	pPart2_1->Add(leaf_999);
	pRoot->Add(pPart1);
	pRoot->Add(pPart2);

	//获取根节点下的数据
	ShowComponent(pRoot); 
	//获取某一个节点下的数据
	ShowComponent(pPart2_1);

	return 0;
}
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组合模式的思考

对于系统对象层次具备整体和部分的特征，并且可以构造出呈树形结构，这属于组合模式的适用场景，实际场景如公司的组织架构，电脑的目录结构。
通过组合模式可以最终把不同的叶子节点，抽象成相同的节点，达成了忽略整体-部分差异，最终给用户的是统一的抽象接口。

优势：

• 可以结合C++的多态和递归设计出复杂的树形结构，但接口单一;
• 符合开闭原则，当需要增加新的节点或树时，无需修改原有代码，并且可以成为现有树节点的一部分;

劣势：

• 如果本质上叶子节点差异巨大时，很难抽象，只能通过适配器or桥接的形式给叶子节点提供适配接口，代码会变得难以理解;