设计模式 笔记 组合模式 Composite
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//Composite 组合模式----对象结构型模式
/*
1:意图
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。
2:动机：
3:适用性：
1>你想表示对象的部分－整体层次结构。
2>你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。
4:结构：
Client--------->Component:<--------------
Operation() |
Add(Component) |
Remove(Component) |
GetChild(int) |
| |
| |
-------------- |
| | |
Leaf: Composite: |
Operation() children---------
Operation()
{ for all g in children
{ g.Operation()}
}
Add(Comonent)
Remove(Component)
GetChild(int)
5:参与者：
1>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。
4)(可选)在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合适的情况下实现它。
2>Leaf
1)在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。
2)在组合中定义图元对象的行为。
3>Composite
1)定义有子部件的那些部件的行为。
2)存储子部件。
3)在Component接口中实现与子部件有关的操作。
4>Client
通过Component接口操纵组合部件的对象。
6:协作：
用户使用Component类接口与组合结构中的对象进行交互。如果接收者是一个叶节点，则直接处理请求。
如果接受者是Composite，它通常将请求发送给它的子部件，在转发请求之前与(或)之后可能执行一些
辅助操作。
7:效果：
1>定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构。
基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断递归下去。客户
代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象。
2>简化客户代码。
客户可以一致地使用组合结构和单个对象。通常用户不知道(也不关心)处理的是一个叶节点还是一个
组合对象。这样就简化了客户代码，不必写一大堆选择语句来区分它们。
3>使得更容易增加新类型的组件。
新定义的Composite或Leaf子类自动地与已有的结构和客户代码一起工作，客户程序不需因新增
的Component类而改变。
4>使你的设计变得更加一般化。
容易增加新组件意味着很难限制组合中的组件。如果你希望一个组合只能由一些特定的组件，
在使用Composite模式时却不能依赖类型系统施加这些约束，而必须在运行时刻进行检查。
8:实现：
1>显示的父部件引用。(也就是存储一个父节点的指针)
保持从子部件到父部件的引用能简化组合结构的遍历和管理。父部件引用可以简化结构的上移和
组件的删除，同时也能支持责任链模式。
对于父部件引用必须维护一个不变式，即一个组合的所有子节点以这个组合为父节点，而反之
该组合以这些节点为子节点。可以选择在Composite类的Add和Remove操作中实现这种方法。
2>共享组件：
共享组件可以减少对存储的需求，可以使用Flywight方式来实行共享。
3>最大化Component接口
Composite模式的目的之一是使得用户不知道他们正在使用的具体的Leaf和Composite类。
为了达到这个目的，Component类应该为Leaf和Composite类尽可能多定义一些公共操作。
为了不限制Leaf类，可以对Composite类才需要的 操作实现缺省的操作。
4>声明管理子部件的操作
选择在Component类还是在Composite类中声明管理子部件的操作，这需要在安全性和透明性之间
做出选择：
1)在Component中声明：这样拥有良好的透明性，因为这样可以一致地使用所有组件，但是会付出
安全性的代价，因为客户有可能会在Leaf中做出无意义的操作，比如增加或删除对象。
2)在Composite类中声明：这样做女友良好的安全性，但损失了透明性。接口变得不一致了。
这里我们比较看重透明性：所以要在Component中定义缺省的Add和Remove操作。这时又带来一个问题
客户可能会向一个Leaf中添加或删除组件，所以通常可以使用缺省方式处理Add和Remove的失败。
有一个方式是：产生一个异常，这样客户就能知道失败原因了。
5>Component是否应该实现一个Component列表。
也就是在Component中是否应该存放子节点的指针，这个答案是只有在叶子节点相对很少时才值得
这么做，因为叶子节点没有子节点，存放指针会浪费空间。
6>子部件排序。
如果需要考虑子节点的顺序时，必须仔细地设计对子节点的访问和管理接口，以便管理子节点序列。
可以参考iterator模式。
7>使用高速缓存改善性能。
使用缓存机制可以加速对子部件的访问。但是如果子部件发生了变化，那么这个子部件必须通知他的
父节点高速缓存失效了。所以需要在Compnent中定义一个private接口。
8>应该由谁删除Component
通常最好由Composite负责删除其子节点。Leaf对象不会改变，所以可以被共享而不删除。
9>存贮组件最好用哪一种数据结构
什么效率高就用什么，包括数组，树，hash表，链表。
9:代码示例： */
//假设我们要组装一台电脑，这里每个设备只需要知道其价格就行，所以可以设计一个component类
//Compnent类： 给出了设备名 和价格 以及对子部件的操作
class Equipment
{
public:
virtual ~Equipment();
const char* Name() { return _name;}
virtual Watt Power();
virtual Currency NetPrice();
virtual Currency DiscountPrice();
virtual void Add(Equipment*);
virtual void Remove(Equipment*);
virtual Iterator<Equipment*>* CreateIterator();
protected:
Equipment(const char*);
private:
const char* _name;
};
//Leaf组件：实现了Compnent类中的组件特有操作
class FloppyDisk : public Equipment
{
public:
FloppyDisk(const char*);
virtual ~FloppyDisk();
virtual Watt Power();
virtual Currency NetPrice();
virtual Currency DiscountPrice();
};
//Composite类：实现了对子部件的操作
class CompositeEquipment : public Equipment
{
public:
virtual ~CompositeEquipment();
virtual Watt Power();
virtual Currency NetPrice();
virtual Currency DiscountPrice();
virtual void Add(Equipment*);
virtual void Remove(Equipment*);
virtual Iterator<Equipment*>* CreateIterator();
protected:
CompositeEquipment(const char*);
private:
List<Equipment*> _equipment;
};
//具体的实现，统计每个子部件的价格
Currency CompositeEquipment::NetPrice()
{
Iterator<Equipment*>* i = CreateIterator();
Currency total = 0;
for(i->First(); !i->IsDone(); i->Next())
{
total += i->CurrentItem()->NetPrice();
}
delete i;
return total;
}
//具体的Composite类，主板
class Chassis : public CompositeEquipment
{
public:
Chassis(const char*);
virtual ~Chassis();
virtual Watt Power();
virtual Currency NetPrice();
virtual Currency DiscountPrice();
};
//机箱
Cabinet* cabinet = new Cabinet("PC Cabinet");
Chassis* chassis = new Chassis("PC Chassis");
cabinet->Add(chassis);
//适配卡bus
Bus* bus = new Bus("MCA Bus");
//加了张网卡
bus->Add(new Card("16Mbs Token Ring"));
chassis->Add(bus);
//加了张软盘
chassis->Add(new FloppyDisk("3.5in Floppy"));
cout<<"Thee net Price is"<<chassis->NetPrice()<<endl;
