C++外观模式和组合模式

 

 

 

外观模式应该是用的很多的一种模式，特别是当一个系统很复杂时，系统提供给客户的是一个简单的对外接口，而把里面复杂的结构都封装了起来。客户只需使用这些简单接口就能使用这个系统，而不需要关注内部复杂的结构。DP一书的定义：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面， 外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。举个编译器的例子，假设编译一个程序需要经过四个步骤：词法分析、语法分析、中间代码生成、机器码生成。学过编译都知道，每一步都很复杂。对于编译器这个系统，就可以使用外观模式。可以定义一个高层接口，比如名为Compiler的类，里面有一个名为Run的函数。客户只需调用这个函数就可以编译程序，至于Run函数内部的具体操作，客户无需知道。下面给出UML图，以编译器为实例。

 

 

#include<iostream>
using namespace std;
class Scanner
{
public:
    void Scan() { cout<<"词法分析"<<endl; }
};
class Parser
{
public:
    void Parse() { cout<<"语法分析"<<endl; }
};
class GenMidCode
{
public:
    void GenCode() { cout<<"产生中间代码"<<endl; }
};
class GenMachineCode
{
public:
    void GenCode() { cout<<"产生机器码"<<endl;}
};
//高层接口
class Compiler
{
public:
    void Run()
    {
        Scanner scanner;
        Parser parser;
        GenMidCode genMidCode;
        GenMachineCode genMacCode;
        scanner.Scan();
        parser.Parse();
        genMidCode.GenCode();
        genMacCode.GenCode();
    }
};

int main()
{
    Compiler cr;
    cr.Run();
    return 0;
}

 

这就是外观模式，它有几个特点（摘自DP一书），（1）它对客户屏蔽子系统组件，因而减少了客户处理的对象的数目并使得子系统使用起来更加方便。（2）它实现了子系统与客户之间的松耦合关系，而子系统内部的功能组件往往是紧耦合的。（3）如果应用需要，它并不限制它们使用子系统类。

 

       结合上面编译器这个例子，进一步说明。对于（1），编译器类对客户屏蔽了子系统组件，客户只需处理编译器的对象就可以方便的使用子系统。对于（2），子系统的变化，不会影响到客户的使用，体现了子系统与客户的松耦合关系。对于（3），如果客户希望使用词法分析器，只需定义词法分析的类对象即可，并不受到限制。

      外观模式在构建大型系统时非常有用。接下来介绍另一种模式，称为组合模式。感觉有点像外观模式，刚才我们实现外观模式时，在Compiler这个类中包含了多个类的对象，就像把这些类组合在了一起。组合模式是不是这个意思，有点相似，其实不然。

      DP书上给出的定义：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。注意两个字“树形”。这种树形结构在现实生活中随处可见，比如一个集团公司，它有一个母公司，下设很多家子公司。不管是母公司还是子公司，都有各自直属的财务部、人力资源部、销售部等。对于母公司来说，不论是子公司，还是直属的财务部、人力资源部，都是它的部门。整个公司的部门拓扑图就是一个树形结构。

      下面给出组合模式的UML图。从图中可以看到，FinanceDepartment、HRDepartment两个类作为叶结点，因此没有定义添加函数。而ConcreteCompany类可以作为中间结点，所以可以有添加函数。那么怎么添加呢？这个类中定义了一个链表，用来放添加的元素。

 

#include<iostream>
#include <list>
using namespace std;
class Company
{
public:
    Company(string name) { m_name = name; }
    virtual ~Company(){}
    virtual void Add(Company *pCom){}
    virtual void Show(int depth) {}
protected:
    string m_name;
};
//具体公司
class ConcreteCompany : public Company
{
public:
    ConcreteCompany(string name): Company(name) {}
    virtual ~ConcreteCompany() {}
    void Add(Company *pCom) { m_listCompany.push_back(pCom); } //位于树的中间，可以增加子树
    void Show(int depth)
    {
        for(int i = 0;i < depth; i++)
            cout<<"-";
        cout<<m_name<<endl;
        list<Company *>::iterator iter=m_listCompany.begin();
        for(; iter != m_listCompany.end(); iter++) //显示下层结点
            (*iter)->Show(depth + 2);
    }
private:
    list<Company *> m_listCompany;
};
//具体的部门，财务部
class FinanceDepartment : public Company
{
public:
    FinanceDepartment(string name):Company(name){}
    virtual ~FinanceDepartment() {}
    virtual void Show(int depth) //只需显示，无限添加函数，因为已是叶结点
    {
        for(int i = 0; i < depth; i++)
            cout<<"-";
        cout<<m_name<<endl;
    }
};
//具体的部门，人力资源部
class HRDepartment :public Company
{
public:
    HRDepartment(string name):Company(name){}
    virtual ~HRDepartment() {}
    virtual void Show(int depth) //只需显示，无限添加函数，因为已是叶结点
    {
        for(int i = 0; i < depth; i++)
            cout<<"-";
        cout<<m_name<<endl;
    }
};


int main()
{
    Company *root = new ConcreteCompany("总公司");
    Company *leaf1=new FinanceDepartment("财务部");
    Company *leaf2=new HRDepartment("人力资源部");
    root->Add(leaf1);
    root->Add(leaf2);

    //分公司A
    Company *mid1 = new ConcreteCompany("分公司A");
    Company *leaf3=new FinanceDepartment("财务部");
    Company *leaf4=new HRDepartment("人力资源部");
    mid1->Add(leaf3);
    mid1->Add(leaf4);
    root->Add(mid1);
    //分公司B
    Company *mid2=new ConcreteCompany("分公司B");
    FinanceDepartment *leaf5=new FinanceDepartment("财务部");
    HRDepartment *leaf6=new HRDepartment("人力资源部");
    mid2->Add(leaf5);
    mid2->Add(leaf6);
    root->Add(mid2);
    root->Show(0);

    delete leaf1; delete leaf2;
    delete leaf3; delete leaf4;
    delete leaf5; delete leaf6;
    delete mid1; delete mid2;
    delete root;
    return 0;
}