数据结构_Composite

作者出版于 design_patterns

2023-07-15 约 915 字预计阅读 2 分钟

状态变化”模式

常常有一些组件在内部具有特定的数据结构，如果让客户程序依赖这些特定的数据结构，将极大地破坏组件的复用。这时候，将这些特定数据结构封装在内部，在外部提供统一的接口，来实现与特定数据结构无关的访问，是一种行之有效的解决方案。典型模式

Composite
Iterator
Chain of Resposibility

1 Composite

1.1 模式动机

在软件在某些情况下，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（而非抽象接口）的变化将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？

1.2 模式定义

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。

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）

1.3 模式示例代码

# include <iostream>
# include <string>
# include <vector>

// 抽象组件类：组织机构
class Organization {
public:
    virtual void display() = 0;
    virtual void add(Organization* organization) {}
    virtual void remove(Organization* organization) {}
};

// 叶子组件类：具体部门
class Department : public Organization {
public:
    Department(const std::string& name) : name(name) {}

    void display() {
        std::cout << "部门名称：" << name << std::endl;
    }

private:
    std::string name;
};

// 容器组件类：具体公司
class Company : public Organization {
public:
    Company(const std::string& name) : name(name) {}

    void display() {
        std::cout << "公司名称：" << name << std::endl;
        for (Organization* org : organizations) {
            org->display();
        }
    }

    void add(Organization* organization) {
        organizations.push_back(organization);
    }

    void remove(Organization* organization) {
        auto it = std::find(organizations.begin(), organizations.end(), organization);
        if (it != organizations.end()) {
            organizations.erase(it);
        }
    }

private:
    std::string name;
    std::vector<Organization*> organizations;
};

int main() {
    // 创建公司
    Company* company = new Company("ABC 公司");

    // 创建部门
    Department* department1 = new Department("部门1");
    Department* department2 = new Department("部门2");

    // 添加部门到公司
    company->add(department1);
    company->add(department2);

    // 显示公司信息（包括部门信息）
    company->display();

    // 从公司移除部门
    company->remove(department2);

    // 显示更新后的公司信息
    company->display();

    // 释放内存（可选）
    delete company;
    delete department1;
    delete department2;

    return 0;
}

2 要点总结

Composite 模式采用树形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，客户代码将与纯粹的抽象接口——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，可使用缓存技巧来改善效率。

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