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C++实现组合模式的树结构
2023-06-23 20:19:20 深夜i     13     0
C++ 组合模式 树结构

组合模式是一种常用的软件设计模式,它可以将对象组合成树形结构,以表示“整体-部分”层次结构。在C++中,可以通过使用类的继承和多态性质来实现组合模式的树结构。

首先,我们需要定义一个抽象的基类,表示“整体-部分”关系中的“整体”,即树的节点。这个基类应该包括一些基本的成员函数,比如添加子节点、删除子节点和遍历子节点等。下面是一个示例:

class Component {
public:
  virtual void add(Component* component) = 0;
  virtual void remove(Component* component) = 0;
  virtual void display() = 0;
};

这个基类中有三个纯虚函数,分别表示添加子节点、删除子节点和打印节点信息。由于这个基类是抽象的,不能被直接实例化,因此这三个函数只是作为接口,需要在派生类中进行实现。

接下来,我们可以定义一个具体的派生类,表示“部分”的节点。由于这个派生类是叶节点,它不能有子节点。因此,它只需要实现基类的两个纯虚函数,即打印节点信息和删除子节点。下面是一个示例:

class Leaf : public Component {
public:
  void add(Component* component)
    throw "Leaf cannot add child components";
  
  void remove(Component* component)
    throw "Leaf does not have any child components";
  
  void display()
    cout << "This is a leaf component" << endl;
  
};

这个派生类中的add函数和remove函数都抛出异常,表示叶节点不能操作子节点,否则会出错。display函数只是简单地打印节点信息。

最后,我们可以定义另一个具体的派生类,表示“整体”的节点。这个派生类可以有多个子节点,因此它需要实现基类的所有三个纯虚函数。下面是一个示例:

class Composite : public Component {
private:
  vector<Component*> children;
public:
  void add(Component* component) {
    children.push_back(component);
  }
  void remove(Component* component) {
    children.erase(remove(children.begin(), children.end(), component), children.end());
  }
  void display() {
    cout << "This is a composite component" << endl;
    for (auto child : children) {
      child->display();
    }
  }
};

这个派生类中的add函数和remove函数都是利用vector容器进行子节点的添加和删除。display函数则是遍历所有子节点,并递归调用它们的display函数,以打印整个树形结构。

综上所述,通过使用C++的继承和多态性质,可以很方便地实现组合模式的树结构。在这个树形结构中,叶节点表示“部分”,而复合节点表示“整体”。我们可以根据实际需要,对叶节点和复合节点进行不同的操作,从而构建出复杂的树形结构。

  
  

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