组合模式通过统一接口处理整体与部分关系,使用抽象基类定义add、remove和display方法,叶子节点直接实现,容器节点维护子节点列表并递归调用。示例中总公司(Composite)包含分公司(Composite),分公司下挂员工(Leaf),形成树形结构,客户端无需区分单个或组合对象,实现透明操作。

组合模式(Composite Pattern)用来将对象组织成树形结构,表示“整体-部分”关系。它让客户端可以统一处理单个对象和组合对象。在c++中,通过抽象基类、父节点持有子节点的容器来实现。
定义组件接口
所有对象,无论是叶子还是复合节点,都应继承自同一个基类。这个基类提供统一的操作接口,比如 add、remove 和 display。
class Component { public: virtual ~Component() = default; virtual void add(Component* c) {} virtual void remove(Component* c) {} virtual void display(int depth) const = 0; };
实现叶子节点和容器节点
叶子节点不包含子节点,因此 add 和 remove 不做任何操作。容器节点维护一个子节点列表,并在 display 时递归调用子节点。
class Leaf : public Component { std::string name; public: explicit Leaf(const std::string& n) : name(n) {} void display(int depth) const override { std::cout << std::string(depth, '-') << " " << name << std::endl; } }; class Composite : public Component { std::string name; std::vector<Component*> children; public: explicit Composite(const std::string& n) : name(n) {} void add(Component* c) override { children.push_back(c); } void remove(Component* c) override { children.erase( std::remove(children.begin(), children.end(), c), children.end() ); } void display(int depth) const override { std::cout << std::string(depth, '-') << " " << name << std::endl; for (const auto& child : children) { child->display(depth + 2); } } };
使用示例
构建一个公司部门结构:总公司下设多个分公司,分公司下有具体员工(叶子)。
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int main() { Composite root("总公司"); Leaf emp1("财务人员"); Leaf emp2("技术人员"); Composite subBranch("上海分公司"); subBranch.add(&emp1); subBranch.add(&emp2); root.add(&subBranch); root.display(0); // 输出层级结构 return 0; }
输出:
- 总公司
- 上海分公司
- 财务人员
- 技术人员
这样就实现了树形结构的统一操作。添加或删除节点对客户端透明,无需区分是单一对象还是组合。
基本上就这些。只要接口设计清晰,父子关系管理得当,组合模式能有效简化复杂结构的处理逻辑。