组合模式通过统一接口实现“部分-整体”树形结构，C++中定义Component基类声明操作，Leaf实现具体行为，Composite管理子节点并递归调用，客户端可一致处理单个与组合对象。
组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构。C++ 中实现组合模式的关键是定义一个统一的接口，让客户端可以一致地处理单个对象和组合对象。
定义抽象组件类（Component）
这是组合模式的基础，所有叶子节点和容器节点都继承自这个基类。它声明了操作接口，比如添加、删除子节点或执行某个行为。
示例代码：
class Component {
public:
virtual ~Component() = default;
virtual void operation() const = 0;
virtual void add(Component* component) {
throw std::runtime_error("Not supported.");
}
virtual void remove(Component* component) {
throw std::runtime_error("Not supported.");
}
virtual Component* getChild(int index) {
throw std::runtime_error("Not supported.");
}
};
这里 operation() 是必须实现的行为，而 add、remove、getChild 默认抛出异常，只在容器类中重写。
实现叶子节点（Leaf）
叶子节点是组合结构中的终端对象，没有子节点。它只实现基本操作，不支持添加或删除。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
class Leaf : public Component {
std::string name;
public:
explicit Leaf(const std::string& n) : name(n) {}
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>void operation() const override {
std::cout << "Leaf " << name << " operation.\n";
}
};
Leaf 类只关注自身行为，调用 operation 时输出自己的信息。
实现容器节点（Composite）
容器节点可以包含其他组件（包括叶子和其他容器），它管理子对象并转发请求。
class Composite : public Component {
std::vector<Component*> children;
std::string name;
<p>public:
explicit Composite(const std::string& n) : name(n) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void operation() const override {
std::cout << "Composite " << name << " operation:\n";
for (const auto* child : children) {
child->operation();
}
}
void add(Component* component) override {
children.push_back(component);
}
void remove(Component* component) override {
children.erase(
std::remove(children.begin(), children.end(), component),
children.end()
);
}
Component* getChild(int index) override {
if (index >= 0 && index < children.size()) {
return children[index];
}
return nullptr;
}
~Composite() override {
for (auto* child : children) {
delete child;
}
}
};
Composite 在 operation 中递归调用子节点的操作，形成树状遍历。析构函数负责清理子对象，避免内存泄漏。
使用示例
构建一个简单的组织结构树：部门包含员工和子部门。
int main() {
Composite org("Company");
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>Composite dept1("Engineering");
Composite dept2("HR");
Leaf emp1("Alice");
Leaf emp2("Bob");
Leaf emp3("Charlie");
dept1.add(&emp1);
dept1.add(&emp2);
dept2.add(&emp3);
org.add(&dept1);
org.add(&dept2);
org.operation();
return 0;
}
输出结果会显示逐层调用，体现“整体-部分”一致性。
基本上就这些。组合模式通过统一接口简化了客户端对复杂树结构的操作，特别适合处理层级化的数据模型。注意管理好对象生命周期，建议结合智能指针进一步提升安全性。
