23種設計模式之（九）組合模式（Composite）

本文主要介紹23種設計模式之組合模式，附詳細python/c++示例程式碼。 - 概念 - 應用場景 - 注意事項 - 程式碼示例 - 總結 - 程式碼連結

組合模式（Composite）

概念

組合模式，是構造型的設計模式之一。通過遞迴手段依據樹形結構來組合物件，用來表示部分以及整體層次，並可以通過一個物件來訪問整個物件樹，把一組相似的物件當作一個單一的物件

這種模式建立了一個包含自己物件組的類。該類提供了修改相同物件組的方式。

GoF對原型模式的定義是：將物件組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。Composite使得客戶對單個物件和複合物件的使用具有一致性。

應用場景

（1）客戶程式需要像處理簡單元素一樣來處理複雜元素，從而使得客戶程式與複雜元素的內部結構解耦。

（2）使用者需要忽略組合物件與單個物件的不同，使用者將統一地使用組合結構中的所有物件（如樹形選單，檔案、資料夾的管理。）。

程式碼示例

C++程式碼示例

/************************************************************************/
/* 設計模式專題
/*
/* 組合模式
/*
/* Author  : zzl
/*
/* 程式設計環境: window10 vs2010
/*
/* Date    : 20180916
/************************************************************************/
 


#include <iostream>
#include "string"
#include "list"

class IFile
{
public:
    virtual void display() = 0;
    virtual int add(IFile *ifile) = 0;
    virtual int remove(IFile *ifile) = 0;
    virtual std::list<IFile *>* getChild() = 0;
};

//檔案結點 
class File : public IFile
{
public:
    File(std
 
::string name)
    {
        m_name = name;
    }
    virtual void display()
    {
        printf("%s\n",m_name.c_str());
    }

    virtual int add(IFile *ifile)
    {
        return -1;
    }

    virtual int remove(IFile *ifile)
    {
        return -1;
    }

    virtual std::list<IFile *>*  getChild()
    {
        return NULL;
    }
private:
    std::string m_name;
};

//目錄 結點 
class Dir : public IFile
{
public:
    Dir(std::string name)
    {
        m_name = name;
        m_list = new std::list<IFile *>;
        m_list->clear();
    }
    virtual void display()
    {
        printf("%s\n",m_name.c_str());
    }

    virtual int add(IFile *ifile)
    {
        m_list->push_back(ifile);
        return 0;
    }

    virtual int remove(IFile *ifile)
    {
        m_list->remove(ifile);
        return 0;
    }

    virtual std::list<IFile *>*  getChild()
    {
        return m_list;
    }
private:
    std::string m_name;
    std::list<IFile *>  *m_list;
};


// 遞迴的顯示樹
void showTree(IFile *root, int level)
{
    int i = 0;
    if (root == NULL)
    {
        return ;
    }
    for (i=0; i<level; i++)
    {
        printf("\t");
    }
    //1 顯示根 結點
    root->display();

    //2  若根結點 有孩子 
    //判讀孩子是檔案,顯示名字 )
    //判斷孩子是目錄,showTree(子目錄)

    std::list<IFile *>  *mylist = root->getChild();
    if (mylist != NULL) //說明是一個目錄
    {
        for (std::list<IFile *>::iterator it=mylist->begin(); it!=mylist->end(); it++)
        {
            if ( (*it)->getChild() == NULL )
            {
                for (i=0; i<=level; i++) //注意 <= 
                {
                    printf("\t");
                }
                (*it)->display();
            }
            else
            {
                showTree(*it, level+1);
            }
        }
    }
}

void main()
{
    Dir *root = new Dir("C");
    //root->display();

    Dir *dir1 = new Dir("111dir");
    File *aaafile = new File("aaa.txt");

    //獲取root結點下的 孩子集合
    std::list<IFile *>  *mylist =  root->getChild();

    root->add(dir1);
    root->add(aaafile);

    for ( std::list<IFile *>::iterator it=mylist->begin(); it!=mylist->end(); it++ )
    {
        (*it)->display();
    }


    Dir *dir222 = new Dir("222dir");
    File *bbbfile = new File("bbb.txt");
    dir1->add(dir222);
    dir1->add(bbbfile);

    printf("--------showTree---------\n");
    showTree(root, 0);

}

python程式碼示例

# -*- coding: utf-8 -*-
###################################################################
# 設計模式專題
# 
# 組合模式
# 
# Author  : zzl
# 
# 程式設計環境: window10 python2.7
# 
# Date    : 20180916
##################################################################

class IFile(object):
    def display(self):
        pass

    def add(self, ifile):
        pass

    def remove(self, ifile):
        pass

    def get_child(self):
        pass


# 檔案結點
class File(IFile):
    def __init__(self, name):
        self.m_name = name

    def display(self):
        print(self.m_name)

    def add(self, ifile):
        return -1

    def remove(self, ifile):
        return -1

    def get_child(self):
        return None


# 目錄結點
class Dir(IFile):
    def __init__(self, name):
        self.m_name = name
        self.m_list = []
        m_name = name

    def display(self):
        print(self.m_name)

    def add(self, ifile):
        self.m_list.append(ifile)

    def remove(self, ifile):
        self.m_list.remove(ifile)

    def get_child(self):
        return self.m_list


def show_tree(root, level):
    if not root:
        return
    for i in range(level):
        print "\t",#python2.7 列印不換行
    # 1、顯示根結點
    root.display()
    # 2、若根結點有孩子
    # 判讀孩子是檔案, 顯示名字
    # 判斷孩子是目錄, showTree(子目錄)
    mylist = root.get_child()
    if mylist:  # 說明是一個目錄
        for child in mylist:
            if not child.get_child():
                for i in range(level + 1):
                    print "\t",   #python2.7 列印不換行
                child.display()
            else:
                show_tree(child, level + 1)


if __name__ == "__main__":
    root = Dir("C")
    dir1 = Dir("111dir")
    aaafile = File("aaa.txt")

    # 獲取root結點下的孩子集合
    mylist = root.get_child()
    root.add(dir1)
    root.add(aaafile)
    for child in mylist:
        child.display()

    dir222 = Dir("222dir")
    bbbfile = File("bbb.txt")
    dir1.add(dir222)
    dir1.add(bbbfile)

    print("--------showTree---------")
    show_tree(root, 0)

原始碼連結