【设计模式】组合模式(Composite)
目录
一、问题导入
二、代码实现
三、课件内容(我个人认为内容模糊且交叉,有些地方我认为是不准确或者是不正确的)
1.为什么用(Why)
2.什么时候用(When)
3.怎么用(How)
4.锐评
四、优劣
1.优势
2.劣势
五、个人补充
前言:该设计模式在我的另一篇【OpenGL】父子级关系中也做了一定的阐述,本文有一部分阐述全都由那篇文章拷贝而来。感兴趣的可以去看一下【OpenGL】父子级关系-CSDN博客
一、问题导入
组合模式是一种树形结构,通过扩充子节点的方式将整体与部分组合起来,不仅可以通过遍历更新所有子节点,还可以通过递归的形式将整体的行为逻辑施加给子节点。
试着去移动我们的手臂,平移大臂,此时小臂会跟着大臂一起移动,接着弯曲小臂,大臂并不会随着小臂移动。这个时候,大臂的具体状态就是其经过平移后的位置,而小臂则是小臂弯曲与大臂平移的叠加后的位置。这个时候小臂为“子”,而大臂为“父”,“父”的变化会牵连着所有的“子”,反之不行。(骨骼动画便是这样的典型应用)
二、代码实现
这样的组合模式是一个树形结构,每一个抽象的Object都会连着若干个Object

值得欣慰的是,这种结构的实现相当简单!
//树形结构组件
class Object
{
public://添加子节点void add_child(Object* child) { children.push_back(child); }virtual void on_update(){//更新所有子节点for (auto child : children)child->on_update();}
private:std::vector<Object*> children;//容器存储子节点
};
大小臂移动的实例代码:(在这里,将小臂作为大臂的一个子节点,那么当进行大臂的更新的时候,就会同时更新小臂)
#pragma once#include<iostream>
#include<vector>namespace _CompositePattern
{ //树形结构的地基class Object{public://添加子节点void add_child(Object* child) { children.push_back(child); }virtual void on_update(){//更新所有子节点for (auto child : children)child->on_update();}private:std::vector<Object*> children;//容器存储子节点};//小臂class ForeArm : public Object{public:void on_update() override{std::cout << "小臂移动" << std::endl;Object::on_update();}};//大臂class UpperArm : public Object{public:void on_update() override{std::cout << "大臂移动" << std::endl;Object::on_update();}};void test(){Object* upper_arm = new UpperArm();Object* fore_arm = new ForeArm();//将小臂链接到大臂上upper_arm->add_child(fore_arm);//移动大臂,此时小臂也会移动upper_arm->on_update();delete upper_arm;delete fore_arm;}
}
运行结果:

三、课件内容(我个人认为内容模糊且交叉,有些地方我认为是不准确或者是不正确的)
1.为什么用(Why)
(1)将对象组合成树形结构,以表示部分 - 整体的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用保持一致。
(2)将复杂元素当作简单元素来处理,从而使客户端程序与复杂元素的内部结构解耦。
2.什么时候用(When)
(1)树枝和树叶实现统一的接口,树枝在内部组合该接口。
(2)该接口在树枝内部组装,并包含内部属性列表,列表中放置组件(Component)。
3.怎么用(How)
(1)树枝和树叶实现统一的接口,树枝在内部组合该接口。
(2)该接口在树枝内部组装,并包含内部属性列表,列表中放置组件(Component)。
4.锐评
英雄所见略同

四、优劣
1.优势
(1)高层模块调用简单。
(2)节点可自由增加(符合开闭原则,OCP)。
2.劣势
(1)难以给功能差异过大的类提供通用接口。
(2)树叶和树枝都是实现类(违反依赖倒置原则,DIP)。(个人存疑)
五、个人补充
组合模式的应用十分广泛,包括文件系统、骨骼动画,以及各类渲染引擎和游戏引擎的场景结构。这种设计模式巧妙地通过统一接口,实现了客户端与节点结构的解耦,让我们操作节点时(比如删除文件夹、移动骨骼),不用区分操作的是整体(父节点)还是部分(子节点),也不用手动处理它们的联动逻辑。
