常见设计模式的解析和实现(C++)之八-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。

UML结构图:



抽象基类:
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.

解析:
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,其中的Leaf是叶子结点,也就是不含有子组件的结点,而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List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.

实现:
1)Composite.h

/********************************************************************
created: 2006/07/20
filename: Composite.h
author: 李创 http://www.cppblog.com/converse/
purpose: Composite模式的演示代码
*********************************************************************/

#ifndef COMPOSITE_H
#define COMPOSITE_H

#include <list>

// 组合中的抽象基类
class Component
{
public:
Component(){}
virtual ~Component(){}

// 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* pChild);
virtual void Remove(Component* pChild);
virtual Component* GetChild(int nIndex);
};

// 派生自Component,是其中的叶子组件的基类
class Leaf
: public Component
{
public:
Leaf(){}
virtual ~Leaf(){}

virtual void Operation();
};

// 派生自Component,是其中的含有子件的组件的基类
class Composite
: public Component
{
public:
Composite(){}
virtual ~Composite();

virtual void Operation();

virtual void Add(Component* pChild);
virtual void Remove(Component* pChild);
virtual Component* GetChild(int nIndex);

private:
// 采用list容器去保存子组件
std::list<Component*> m_ListOfComponent;
};

#endif
2)Composite.cpp

/********************************************************************
created: 2006/07/20
filename: Composite.cpp
author: 李创 http://www.cppblog.com/converse/
purpose: Composite模式的演示代码
*********************************************************************/

#include "Composite.h"
#include <iostream>
#include <algorithm>

/*-------------------------------------------------------------------
Component成员函数的实现

-------------------------------------------------------------------*/
void Component::Add(Component* pChild)
{

}

void Component::Remove(Component* pChild)
{

}

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

/*-------------------------------------------------------------------
Leaf成员函数的实现

-------------------------------------------------------------------*/
void Leaf::Operation()
{
std::cout << "Operation by leaf\n";
}

/*-------------------------------------------------------------------
Composite成员函数的实现

-------------------------------------------------------------------*/
Composite::~Composite()
{
std::list<Component*>::iterator iter1, iter2, temp;

for (iter1 = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();
iter1 != iter2;
)
{
temp = iter1;
++iter1;
delete (*temp);
}
}

void Composite::Add(Component* pChild)
{
m_ListOfComponent.push_back(pChild);
}

void Composite::Remove(Component* pChild)
{
std::list<Component*>::iterator iter;

iter = find(m_ListOfComponent.begin(), m_ListOfComponent.end(), pChild);

if (m_ListOfComponent.end() != iter)
{
m_ListOfComponent.erase(iter);
}
}

Component* Composite::GetChild(int nIndex)
{
if (nIndex <= 0 || nIndex > m_ListOfComponent.size())
return NULL;

std::list<Component*>::iterator iter1, iter2;
int i;
for (i = 1, iter1 = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();
iter1 != iter2;
++iter1, ++i)
{
if (i == nIndex)
break;
}

return *iter1;
}

void Composite::Operation()
{
std::cout << "Operation by Composite\n";

std::list<Component*>::iterator iter1, iter2;

for (iter1 = m_ListOfComponent.begin(), iter2 = m_ListOfComponent.end();
iter1 != iter2;
++iter1)
{
(*iter1)->Operation();
}
}
3)Main.cpp

/********************************************************************
created: 2006/07/20
filename: Main.cpp
author: 李创 http://www.cppblog.com/converse/
purpose: Composite模式的测试代码
*********************************************************************/

#include "Composite.h"
#include <stdlib.h>

int main()
{
Leaf *pLeaf1 = new Leaf();
Leaf *pLeaf2 = new Leaf();

Composite* pComposite = new Composite;
pComposite->Add(pLeaf1);
pComposite->Add(pLeaf2);
pComposite->Operation();
pComposite->GetChild(2)->Operation();

delete pComposite;

system("pause");

return 0;
}