组合模式(Composite)——结构型模式
组合模式是一种结构型设计模式, 你可以使用它将对象组合成树状结构, 并且能通过通用接口像独立整体对象一样使用它们。如果应用的核心模型能用树状结构表示, 在应用中使用组合模式才有价值。
例如一个场景:你有两类对象: 产品
和 盒子
。 一个盒子中可以包含多个 产品
或者几个较小的 盒子
。 这些小 盒子
中同样可以包含一些 产品
或更小的 盒子
, 以此类推。假设你希望在这些类的基础上开发一个定购系统。 订单中可以包含无包装的简单产品, 也可以包含装满产品的盒子…… 以及其他盒子。 此时你会如何计算每张订单的总价格呢?
组合模式建议使用一个通用接口来与 产品
和 盒子
进行交互, 并且在该接口中声明一个计算总价的方法。
那么方法该如何设计呢?
对于一个产品, 该方法直接返回其价格;
对于一个盒子, 该方法遍历盒子中的所有项目, 询问每个项目的价格, 然后返回该盒子的总价格。
如果其中某个项目是小一号的盒子, 那么当前盒子也会遍历其中的所有项目, 以此类推, 直到计算出所有内部组成部分的价格。 你甚至可以在盒子的最终价格中增加额外费用, 作为该盒子的包装费用。
该方式的最大优点在于你无需了解构成树状结构的对象的具体类。 你也无需了解对象是简单的产品还是复杂的盒子。 你只需调用通用接口以相同的方式对其进行处理即可。 当你调用该方法后, 对象会将请求沿着树结构传递下去。
用C++实现一个组合图形的例子,可以把compoundGraphic_im1理解成主窗口,主窗口中有自己的图形rectangle和一个子窗口。子窗口(compoundGraphic_im2)中有两个rectangle和一个circle。现在要一键绘制或一键移动,整合成一个整体,可以用组合模式实现。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>using namespace std;class Graphic {
public:virtual void move(int, int) = 0;virtual void draw() = 0;
};class Rectangle : public Graphic {
public:void move(int x, int y) override {cout << "rectangle move" << x << ", " << y << endl;return ;}void draw() override {cout << "draw rectangle" << endl;return ;}
};class Circle : public Graphic {
public:void move(int x, int y) override {cout << "Circle move" << x << ", " << y << endl;return ;}void draw() override {cout << "draw Circle" << endl;return ;}
};class CompoundGraphic : public Graphic {
private:vector<Graphic *> child;public:void add(Graphic *child) {this->child.push_back(child);return ;}void remove(const Graphic* child) {/* ... */}void move(int x, int y) override {for (auto& child : child) {child->move(x, y);}}void draw() override {for (auto& child : child) {child->draw();}}
};void ClientCode() {CompoundGraphic *compoundGraphic_im2 = new CompoundGraphic();compoundGraphic_im2->add(new Rectangle());compoundGraphic_im2->add(new Circle());compoundGraphic_im2->add(new Rectangle());CompoundGraphic *compoundGraphic_im1 = new CompoundGraphic();compoundGraphic_im1->add(compoundGraphic_im2);compoundGraphic_im1->add(new Rectangle());compoundGraphic_im1->move(3, 4); // allcompoundGraphic_im1->draw(); // allreturn ;
}