[C++][设计模式][组合模式]详细讲解

1.动机(Motivation)

• 软件在某些情况下，客户代码过多地依赖于对象容器复杂的内部实现结构，对象容器内部实现结构(而非抽象结构)的变化引起客户代码的频繁变化，带来了代码的维护性、扩展性等弊端
• 如何将”客户代码与复杂的对象容器结构“解耦？让对象容器自己来实现自身的复杂结构，从而使得客户代码就像处理简单对象一样来处理复杂的对象容器？

2.模式定义

• 定义：将对象组合成树形结构以表示”部分-整体“的层次结构
• 功能：Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性(稳定)
• 结构
  

3.要点总结

• Composite模式采用树性结构来实现普遍存在的对象容器，从而将”一对多“的关系转化为”一对一“的关系，使得客户代码可以一致地(复用)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
• 将“客户代码与复杂的对象容器结构”解耦是Composite的核心思想，解耦之后，客户代码与纯粹的抽象接口 —— 而非对象容器的内部实现结构发生依赖，从而更能”应对变化“
• Composite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，可使用缓存技术来改善效率

4.代码感受

class Component
{
public:
    virtual void process() = 0;
    virtual ~Component(){}
};

//树节点
class Composite : public Component
{
    string name;
    list<Component*> elements;
public:
    Composite(const string& s) : name(s) {}
    
    void add(Component* element) 
    {
        elements.push_back(element);
    }

    void remove(Component* element)
    {
        elements.remove(element);
    }
    
    void process()
    {
        //1. process current node

        //2. process leaf nodes
        for (auto &e : elements)
            e->process(); //多态调用
    }
};

//叶子节点
class Leaf : public Component
{
    string name;
public:
    Leaf(string s) : name(s) {}
            
    void process()
    {
        //process current node
    }
};

void Invoke(Component& c)
{
    //...
    c.process();
    //...
}

int main()
{
    Composite root("root");
    Composite treeNode1("treeNode1");
    Composite treeNode2("treeNode2");
    Composite treeNode3("treeNode3");
    Composite treeNode4("treeNode4");
    Leaf leat1("left1");
    Leaf leat2("left2");
    
    root.add(&treeNode1);
    treeNode1.add(&treeNode2);
    treeNode2.add(&leaf1);
    
    root.add(&treeNode3);
    treeNode3.add(&treeNode4);
    treeNode4.add(&leaf2);
    
    process(root);
    process(leaf2);
    process(treeNode3);
}