设计模式C++实现 —— 外观模式、组合模式
外觀模式應該是用的很多的一種模式,特別是當一個系統很復雜時,系統提供給客戶的是一個簡單的對外接口,而把里面復雜的結構都封裝了起來。客戶只需使用這些簡單接口就能使用這個系統,而不需要關注內部復雜的結構。DP一書的定義:為子系統中的一組接口提供一個一致的界面, 外觀模式定義了一個高層接口,這個接口使得這一子系統更加容易使用。舉個編譯器的例子,假設編譯一個程序需要經過四個步驟:詞法分析、語法分析、中間代碼生成、機器碼生成。學過編譯都知道,每一步都很復雜。對于編譯器這個系統,就可以使用外觀模式。可以定義一個高層接口,比如名為Compiler的類,里面有一個名為Run的函數。客戶只需調用這個函數就可以編譯程序,至于Run函數內部的具體操作,客戶無需知道。下面給出UML圖,以編譯器為實例。
? ? ? ? 相應的代碼實現為:
[cpp]?view plaincopyprint?? ? ? ?客戶使用方式:
[cpp]?view plaincopyprint?
? ? ? ?結合上面編譯器這個例子,進一步說明。對于(1),編譯器類對客戶屏蔽了子系統組件,客戶只需處理編譯器的對象就可以方便的使用子系統。對于(2),子系統的變化,不會影響到客戶的使用,體現了子系統與客戶的松耦合關系。對于(3),如果客戶希望使用詞法分析器,只需定義詞法分析的類對象即可,并不受到限制。
? ? ? 外觀模式在構建大型系統時非常有用。接下來介紹另一種模式,稱為組合模式。感覺有點像外觀模式,剛才我們實現外觀模式時,在Compiler這個類中包含了多個類的對象,就像把這些類組合在了一起。組合模式是不是這個意思,有點相似,其實不然。
? ? ? DP書上給出的定義:將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。組合使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。注意兩個字“樹形”。這種樹形結構在現實生活中隨處可見,比如一個集團公司,它有一個母公司,下設很多家子公司。不管是母公司還是子公司,都有各自直屬的財務部、人力資源部、銷售部等。對于母公司來說,不論是子公司,還是直屬的財務部、人力資源部,都是它的部門。整個公司的部門拓撲圖就是一個樹形結構。
? ? ? 下面給出組合模式的UML圖。從圖中可以看到,FinanceDepartment、HRDepartment兩個類作為葉結點,因此沒有定義添加函數。而ConcreteCompany類可以作為中間結點,所以可以有添加函數。那么怎么添加呢?這個類中定義了一個鏈表,用來放添加的元素。
? ? ? ?相應的代碼實現為:
[cpp]?view plaincopyprint?? ? ? ? ?客戶使用方式:
[cpp]?view plaincopyprint?
? ? ? ? 上面的實現方式有缺點,就是內存的釋放不好,需要客戶自己動手,非常不方便。有待改進,比較好的做法是讓ConcreteCompany類來釋放。因為所有的指針都是存在ConcreteCompany類的鏈表中。C++的麻煩,沒有垃圾回收機制。
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總結
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