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组合模式是一个很有意思的模式。
它的特征在于自身和自身的组合 —— 我们可以先想象有这么一个对象，它是一个集合（可以是数组或链表或其他的容器），它内部的子对象和它是同一个类型的对象。
恩，想象到这里就够了，这就是一个组合模式的感觉。这样想的话，组合模式似乎有点像一棵多叉树，每个结点下面都可以任意组合多个子节点，类图似乎也应该像一棵树的感觉。
不过由于组合模式的重点在于自身和自身的组合，所以类图其实并不复杂：
蓝色的IFunction，表示一个我们需要的操作；
绿色的IComponent，是组合接口，它封装了为了支持“组合”这个功能而必须的一组方法：“Add”和“Remove”。当然，方法名称不是固定的，只要能够表达这两个语义即可。同时，它需要从IFunction继承，这样所有的组合对象都必须实现我们需要的操作。
组合对象可以有两种，一种是可以添加别的对象的CComposite；另一种则是只能被其他对象组合，而自身无法再继续添加新对象的CLeaf（其实就是只能当树叶的结点，有点像final？）。
严格来说，CLeaf可以算作是“阉割版”的CComposite，如果没有Operation（操作）上的区别，它完全可以从CComposite继承，然后把“Add”和“Remove”方法private（私有化）掉。
当然了，如果不需要“叶子”结点的话，在实际项目中完全可以不写这么一个东西。设计模式本身是非常灵活的，它里面的每一个对象都代表了一种逻辑上的封装或抽象。在实际使用的时候，不需要的抽象自然不需要去实现它，关键在于理解和运用这些抽象。
- 代码示例
这里的示例实现和上文中的类图有部分不一致的地方。比如说IComponent接口增加了一个Display方法，用来显示在当前深度下的IComponent。之所以增加这个方法，主要是为了在控制台下打印出组合模式组合完成后的树的形状。
下面给出完整的代码示例：
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////////////////////////////////////////////////////////////////// // 组合模式 C++示例 // // Author: 木头云 // Blog: http://darkc.at // E-Mail: memleak@darkc.at // Version: 1.0.824.1512(2009/08/24) ////////////////////////////////////////////////////////////////// #include "stdafx.h" ////////////////////////////////////////////////////////////////// // 功能接口类 class IFunction abstract { public: virtual ~IFunction() { } public: virtual void Operation() = 0; }; // 组合接口类 class IComponent abstract : public IFunction { protected: _tstring name; public: IComponent(const _tstring& name) { this->name = name; } virtual ~IComponent() { } public: virtual void Add(const TSmartPtr<IComponent>& c) = 0; virtual void Remove(const TSmartPtr<IComponent>& c) = 0; virtual void Display(unsigned int depth = 0) = 0; }; ////////////////////////////////////////////////////////////////// // 叶节点对象类(功能类) class CLeaf : public IComponent { public: CLeaf(const _tstring& name) : IComponent(name) { } private: // 叶节点不具备对外的Add与Remove接口 virtual void Add(const TSmartPtr<IComponent>& c) { _tcout << _T("不能向叶节点添加对象") << endl; } virtual void Remove(const TSmartPtr<IComponent>& c) { _tcout << _T("不能从叶节点删除对象") << endl; } public: virtual void Display(unsigned int depth) { _tstring str(depth * 4, _T('-')); _tcout << str + name << endl; } virtual void Operation() { _tcout << name << endl; } }; // 组合对象类 class CComposite : public IComponent { private: typedef list< TSmartPtr<IComponent> > cld_lst; private: cld_lst children; public: CComposite(const _tstring& name) : IComponent(name) { } public: virtual void Add(const TSmartPtr<IComponent>& c) { cld_lst::iterator ite = find(children.begin(), children.end(), c); if( ite == children.end() ) children.push_back(c); } virtual void Remove(const TSmartPtr<IComponent>& c) { children.remove(c); } virtual void Display(unsigned int depth) { _tstring str(depth * 4, _T('-')); _tcout << str + name << endl; // 遍历集合显示下级对象 cld_lst::iterator ite; for( ite = children.begin(); ite != children.end(); ++ite ) { (*ite)->Display(depth + 1); } } virtual void Operation() { cld_lst::iterator ite; for( ite = children.begin(); ite != children.end(); ++ite ) { (*ite)->Operation(); } } }; ////////////////////////////////////////////////////////////////// // 主函数 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { // 生成树根,根上长出叶A和B TSmartPtr<IComponent> root = new CComposite(_T("root")); root->Add(new CLeaf(_T("leaf A"))); root->Add(new CLeaf(_T("leaf B"))); // 树根长出分支X,根上长出叶XA和XB TSmartPtr<IComponent> comp = new CComposite(_T("comp X")); comp->Add(new CLeaf(_T("leaf XA"))); comp->Add(new CLeaf(_T("leaf XB"))); root->Add(comp); // 分支X长出分支X2,根上长出叶X2A和X2B TSmartPtr<IComponent> comp2 = new CComposite(_T("comp X2")); comp2->Add(new CLeaf(_T("leaf X2A"))); comp2->Add(new CLeaf(_T("leaf X2B"))); comp->Add(comp2); // 根部长出叶C和D root->Add(new CLeaf(_T("leaf C"))); TSmartPtr<CLeaf> leaf = new CLeaf(_T("leaf D")); root->Add(leaf); // 叶子D被吹走了 root->Remove(leaf); // 显示大树的样子 _tcout << _T("显示树结构:") << endl; root->Display(); _tcout << endl; // 调用每个叶子的方法 _tcout << _T("调用叶子功能:") << endl; root->Operation(); _tcout << endl; return 0; } ////////////////////////////////////////////////////////////////// /* Composite模式将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构. Composite模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性. 可以在组合接口类之上定义好功能接口,这样组合模式中的每个对象都将具有相同的功能接口. 组合模式中真正实施功能的对象是叶子节点,每个上层节点对象负责将其下面的节点对象(可能是叶子,也可能不是) 串连成一个集合对象,通过遍历这个集合来访问叶子(功能)节点的功能接口. */ ////////////////////////////////////////////////////////////////// |
代码运行结果如下:
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显示树结构: root ----leaf A ----leaf B ----comp X --------leaf XA --------leaf XB --------comp X2 ------------leaf X2A ------------leaf X2B ----leaf C 调用叶子功能: leaf A leaf B leaf XA leaf XB leaf X2A leaf X2B leaf C |
- 总结
组合模式可以把所有具有类似功能的对象组合成树状结构，在所有“部分和整体具有相似性”的情况下，都可以斟酌使用。
比如界面开发里，窗口-控件之间的关系（父子关系）；资源管理器的树状目录列表等。
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