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组合模式(Composite)——结构型模式

news 2025/8/10 18:24:19

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？

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

#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 ;
}