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C++设计模式之组合模式

  • 时间:2022-06-02 02:19 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:C++设计模式之组合模式
[b]问题描述[/b] [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201409/2014930161117753.png?2014830161127[/img] 上图,是一个公司的组织结构图,总部下面有多个子公司,同时总部也有各个部门,子公司下面有多个部门。如果对这样的公司开发一个OA系统,作为程序员的你,如何设计这个OA系统呢?先不说如何设计实现,接着往下看,看完了下面的内容,再回过头来想怎么设计这样的OA系统。 [b]什么是组合模式?[/b] 在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对组合模式是这样说的:将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合(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。 组合模式(Composite)将小对象组合成树形结构,使用户操作组合对象如同操作一个单个对象。组合模式定义了“部分-整体”的层次结构,基本对象可以被组合成更大的对象,而且这种操作是可重复的,不断重复下去就可以得到一个非常大的组合对象,但这些组合对象与基本对象拥有相同的接口,因而组合是透明的,用法完全一致。 我们这样来简单的理解组合模式,组合模式就是把一些现有的对象或者元素,经过组合后组成新的对象,新的对象提供内部方法,可以让我们很方便的完成这些元素或者内部对象的访问和操作。我们也可以把组合对象理解成一个容器,容器提供各种访问其内部对象或者元素的API,我们只需要使用这些方法就可以操作它了。 [b]UML类图[/b] [b][img]http://files.jb51.net/file_images/article/201409/2014930161257181.jpg?201483016138[/img] [/b] Component: 1.为组合中的对象声明接口; 2.在适当的情况下,实现所有类共有接口的缺省行为; 3.声明一个接口用于访问和管理Component的子组件。 Leaf: 1.在组合中表示叶节点对象,叶节点没有子节点; 2.在组合中定义叶节点的行为。 Composite: 1.定义有子部件的那些部件的行为; 2.存储子部件。 Client: 3.通过Component接口操作组合部件的对象。 代码实现
[u]复制代码[/u] 代码如下:
/* ** FileName     : CompositePatternDemo ** Author       : Jelly Young ** Date         : 2013/12/09 ** Description  : More information, please go to http://www.1sucai.cn */ #include <iostream> #include <string> #include <vector> using namespace std; // 抽象的部件类描述将来所有部件共有的行为 class Component { public:      Component(string name) : m_strCompname(name){}      virtual ~Component(){}      virtual void Operation() = 0;      virtual void Add(Component *) = 0;      virtual void Remove(Component *) = 0;      virtual Component *GetChild(int) = 0;      virtual string GetName()      {           return m_strCompname;      }      virtual void Print() = 0; protected:      string m_strCompname; }; class Leaf : public Component { public:      Leaf(string name) : Component(name)      {}      void Operation()      {           cout<<"I'm "<<m_strCompname<<endl;      }      void Add(Component *pComponent){}      void Remove(Component *pComponent){}      Component *GetChild(int index)      {           return NULL;      }      void Print(){} }; class Composite : public Component { public:      Composite(string name) : Component(name)      {}      ~Composite()      {           vector<Component *>::iterator it = m_vecComp.begin();           while (it != m_vecComp.end())           {                if (*it != NULL)                {                     cout<<"----delete "<<(*it)->GetName()<<"----"<<endl;                     delete *it;                     *it = NULL;                }                m_vecComp.erase(it);                it = m_vecComp.begin();           }      }      void Operation()      {           cout<<"I'm "<<m_strCompname<<endl;      }      void Add(Component *pComponent)      {           m_vecComp.push_back(pComponent);      }      void Remove(Component *pComponent)      {           for (vector<Component *>::iterator it = m_vecComp.begin(); it != m_vecComp.end(); ++it)           {                if ((*it)->GetName() == pComponent->GetName())                {                     if (*it != NULL)                     {                          delete *it;                          *it = NULL;                     }                     m_vecComp.erase(it);                     break;                }           }      }      Component *GetChild(int index)      {           if (index > m_vecComp.size())           {                return NULL;           }           return m_vecComp[index - 1];      }      void Print()      {           for (vector<Component *>::iterator it = m_vecComp.begin(); it != m_vecComp.end(); ++it)           {                cout<<(*it)->GetName()<<endl;           }      } private:      vector<Component *> m_vecComp; }; int main(int argc, char *argv[]) {      Component *pNode = new Composite("Beijing Head Office");      Component *pNodeHr = new Leaf("Beijing Human Resources Department");      Component *pSubNodeSh = new Composite("Shanghai Branch");      Component *pSubNodeCd = new Composite("Chengdu Branch");      Component *pSubNodeBt = new Composite("Baotou Branch");      pNode->Add(pNodeHr);      pNode->Add(pSubNodeSh);      pNode->Add(pSubNodeCd);      pNode->Add(pSubNodeBt);      pNode->Print();      Component *pSubNodeShHr = new Leaf("Shanghai Human Resources Department");      Component *pSubNodeShCg = new Leaf("Shanghai Purchasing Department");      Component *pSubNodeShXs = new Leaf("Shanghai Sales department");      Component *pSubNodeShZb = new Leaf("Shanghai Quality supervision Department");      pSubNodeSh->Add(pSubNodeShHr);      pSubNodeSh->Add(pSubNodeShCg);      pSubNodeSh->Add(pSubNodeShXs);      pSubNodeSh->Add(pSubNodeShZb);      pNode->Print();      // 公司不景气,需要关闭上海质量监督部门      pSubNodeSh->Remove(pSubNodeShZb);      if (pNode != NULL)      {           delete pNode;           pNode = NULL;      }      return 0; }
[b]实现要点[/b] 1.Composite的关键之一在于一个抽象类,它既可以代表Leaf,又可以代表Composite;所以在实际实现时,应该最大化Component接口,Component类应为Leaf和Composite类尽可能多定义一些公共操作。Component类通常为这些操作提供缺省的实现,而Leaf和Composite子类可以对它们进行重定义; 2.Component是否应该实现一个Component列表,在上面的代码中,我是在Composite中维护的列表,由于在Leaf中,不可能存在子Composite,所以在Composite中维护了一个Component列表,这样就减少了内存的浪费; 3.内存的释放;由于存在树形结构,当父节点都被销毁时,所有的子节点也必须被销毁,所以,我是在析构函数中对维护的Component列表进行统一销毁,这样就可以免去客户端频繁销毁子节点的困扰; 4.由于在Component接口提供了最大化的接口定义,导致一些操作对于Leaf节点来说并不适用,比如:Leaf节点并不能进行Add和Remove操作,由于Composite模式屏蔽了部分与整体的区别,为了防止客户对Leaf进行非法的Add和Remove操作,所以,在实际开发过程中,进行Add和Remove操作时,需要进行对应的判断,判断当前节点是否为Composite。 [b]组合模式的优点[/b] 将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 [b]使用场景[/b] 1.你想表示对象的部分-整体层次结构; 2.希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象。 引用大话设计模式的片段:“当发现需求中是体现部分与整体层次结构时,以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同,统一地使用组合结构中的所有对象时,就应该考虑组合模式了。” [b]总结[/b] 通过上面的简单讲解,我们知道了,组合模式意图是通过整体与局部之间的关系,通过树形结构的形式进行组织复杂对象,屏蔽对象内部的细节,对外展现统一的方式来操作对象,是我们处理更复杂对象的一个手段和方式。现在再结合上面的代码,想想文章开头提出的公司OA系统如何进行设计。
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