C++设计模式 - 组合模式-灵析社区

组合模式能够体现各个对象之间的层次关系，将所有对象设计为同一种类型，从而忽略组合与个体的差异，统一管理起来。

意义

组合模式将所有的对象统一管理，并按照树形排列起来。用户能够按照结构顺序来查询指定位置的对象属性。

应用场景

公司的结构顺序。公司存在多个部门，部门内又存在多个小组，小组内存在多个成员。
特殊类型的文件操作。类似于Xml类型的文本类型，其内部需要实现指定节点的增、删、改、查功能。

场景

设计一套层次关系，实现指定位置插入、删除节点的操作。

类图

组合模式

CTree: 统一的基类，定义统一的接口Add、Remove，由子类实现添加删除具体节点操作。
CLeaf: 叶子类，其不再存在子组件的节点。
CTrunk: 枝干类，还存在子组件的节点。

效果

客户端接口

//                      root
//                  /    \     \
//                 /      \     \
//               branch1 branch2 leaf
//              /   \         \
//             /     \         \
//        branch1_1  leaf1_1  leaf2_1

int main(int argc, char *argv[])
{
    CTrunk theRoot("root");
    CTrunk theBranch1("branch1");
    CTrunk theBranch2("branch2");
    CTrunk theBranch1_1("branch1_1");
    CLeaf  theLeaf("leaf");
    CLeaf  theLeaf1_1("leaf1_1");
    CLeaf  theLeaf2_1("leaf2_1");

    theBranch1.Add(&theBranch1_1);
    theBranch1.Add(&theLeaf1_1);

    theBranch2.Add(&theLeaf2_1);

    theRoot.Add(&theBranch1);
    theRoot.Add(&theBranch2);
    theRoot.Add(&theLeaf);


    theRoot.ShowAllBranch(&theRoot);
    //theRoot.ShowBranch();
    return 0;
}

输出

branch1 branch1_1 leaf1_1 
branch2 leaf2_1 
leaf

具体实现

基类接口
定义对外接口，包括增加、删除节点接口。

class CTree
{
public:
    CTree(): mParent(0), mFirstChild(0), mLastChild(0), mPrev(0), mNext(0)
    {}
    
    virtual ~CTree() 
    {}

    virtual CTree* Add(CTree *pNode);

    virtual int Remove(CTree *pNode);

    virtual string GetName();

    virtual bool IsTrunk() const;

    CTree *mParent;

    CTree *mFirstChild;
    CTree *mLastChild;

    CTree *mPrev;
    CTree *mNext;
};

叶子类
叶子类无需增加子节点。

class CLeaf 
{
public:
    explicit CLeaf(string Name);

    ~CLeaf();

    string GetName();

private:
    string mName;
};

枝干类
枝干类需要实现增加节点接口，通过链表将各个节点连接起来。

class CTrunk : public CTree
{
public:
    explicit CTrunk(string Name);

    ~CTrunk();
    
    CTree* Add(CTree *pNode);

    int Remove(CTree *pNode);

    string GetName();

    bool IsTrunk() const;

    void ShowBranch();

    void ShowAllBranch(CTree *p);

private:
    string mName;
};

枝干类增加节点。每个枝干类内部维护一套双向链表，用于维护当前类增加的节点。

CTree* CTrunk::Add(CTree *pNode)
{
    if (NULL == pNode) {
        return 0;
    }

    if (mLastChild) {
        pNode->mNext = 0;
        pNode->mPrev = mLastChild;
        mLastChild->mNext = pNode;
        mLastChild = pNode;
    }
    else {
        mFirstChild = mLastChild = pNode;
        pNode->mPrev = 0;
        pNode->mNext = 0;
    }

    pNode->mParent = this;
    return pNode;
}

总结

组合模式，主要用于将相同类型的对象统一的按照树形方式管理起来，便于实现"增、删、改、查"的行为。类似Xml、部门管理的场景比较适合。
在使用过程中，客户端需要手动创建和释放，后面更新为自动创建回收就比较完美了。