【设计模式系列】结构型模式之Composite模式

概要

具备一系列既有独立功能，又需要排列组合其中的几种功能来达成一些复合的新功能时，可以采用组合模式。比如说，你设计了一个备份模块，有email备份，note备份，message备份，log备份等一系列备份功能，而你又会需要同时备份它们中间不定的几种时，考虑用组合模式吧。它能组合对象处理，而又不增加额外的耦合，并保证接口一致，以及模块的易用性和扩展性。

目的

自由组合既有对象处理来实现复合对象，保证单一对象和复合对象具有统一的对外接口。

实例

Command模式应该都比较熟悉了，这里结合Command模式来举个例子。

有时我们会把行为(action)封装为类，比如我们需要如下这些action，保存action，备份action，发送action，显示action等，那么考虑用Command模式来进行封装，如下所示：

class CommandAction {
public:
     virtual void Execute ();
};
class SaveAction : public CommandAction {
public:
     virtual void Execute ();
};
class BackupAction : public CommandAction {
public:
     virtual void Execute ();
};
class SendAction : public CommandAction {
public:
     virtual void Execute ();
};
......

我们有需要实现几种复合行为，Composite1是(保存+备份)action,Composite2是(保存+显示)action，Composite3是(保存+显示+发送)action，不要告诉我你会如下这样去实现！为每种复合行为都设计一个类？

class CommandAction {
public:
     virtual void Execute ();
};
class Composite1: public CommandAction {
public:
     ......
     virtual void Execute () {
          mSave->Execute();
          mBackup->Execute();          
     }
private:
     SaveAction* mSave;
     BackupAction * mBackup;     
};

(省略Composite2, Composite3)

很容易看出，这不是一种好方法，扩展性太差，增加了类间的耦合度。如果又需要更多的不同的复合行为，难道再继续追加类？太复杂，太烦了，模块维护者看到这种设计会疯掉的。

那么，让我们看看如果用Composite模式是怎么解决的。

class CommandAction {
public:
     virtual void Execute() = 0;
     virtual void AddAction(CommandAction* action);
     virtual void DeleteAction(CommandAction* action);
};
class CompositeAction {
public:
     ......
     virtual void Execute() {
          list<CommandAction*>::iterator it;
          for (it = mCompositor.begin(); it != mCompositor.end(); it++) {
               if (*it != NULL) {
                    (*it)->Execute(pack);
               }
          }
     }
     virtual void AddAction(CommandAction* action) {
          if (action != NULL) {
               mCompositor.push_back(action);
          }
     }
     virtual void DeleteAction(CommandAction* action) {
          list<CommandAction*>::iterator it;
          if (action != NULL) {
               for (it = mCompositor.begin(); it != mCompositor.end(); it++) {
               if (*it == action) {
               mCompositor.erase(it);
               break;
               }
          }
     }
private:
     list<CommandAction*> mCompositor;
};

设计一个CompositeAction类，具有跟其他Action统一的接口(Execute)，CompositeAction包含一个基类CommandAction的list容器对象，通过AddAction和DeleteAction，可以由Client调用方自由追加和删除复合对象中需要包含的Action，而Execute方法会执行list中push进来的所有Action。

应用

在文件系统库中，存储文件节点包含文件夹和文件的组合，而一些UI库中，复杂的UI也经常会由很多可定制的基本UI组成，当然相关应用还有很多，在这些库中，Composite模式经常会被使用。另外Composite模式也经常跟Decorator模式结合起来使用，关于Decorator模式，在下一单元会有详细的说明。