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 ;
}
外观模式
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 = ;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 + );
}
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 = ; 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 = ; 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(); delete leaf1; delete leaf2;
delete leaf3; delete leaf4;
delete leaf5; delete leaf6;
delete mid1; delete mid2;
delete root;
return ;
}
组合模式
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