🔄 回顧 Day 13：橋接模式小結

在 Day 13 中，我們學習了橋接模式（Bridge Pattern）：

• 用于將“抽象”與“實現”分離，適用于雙維度變化場景（如圖形類型 × 渲染方式）。
• 它強調組合替代繼承，解決類爆炸問題，提升系統可擴展性。

今天我們進入一個構建層級結構的重要模式——組合模式（Composite Pattern）。

組合模式的目標是：讓你以一致的方式對待單個對象和對象集合（樹形結構）。

---

一、組合模式的核心動機

? 什么是組合模式？

組合模式用于構建樹狀結構的對象系統，例如：

• 文件夾包含文件和子文件夾
• UI 容器包含多個控件
• 公司組織結構：員工 ← 部門 ← 公司

核心哲學：

將對象組成樹形結構，客戶端可以“統一操作”葉子節點與中間節點。

---

二、UML 結構圖

+----------------+
|   Component    |<------------------------------+
+----------------+                               |
| +operation()   |                               |
+----------------+                               |/\                                        |/  \                                       |
+-------------------+     +---------------------+ |
|  Leaf             |     |  Composite           | |
+-------------------+     +---------------------+ |
| +operation()      |     | +add(Component*)     | || +remove(Component*)  | || +operation()         | |+---------------------+ |

---

三、角色說明

角色	職責說明
Component	抽象類，統一接口
Leaf	葉子節點，實現具體功能，不含子節點
Composite	組合節點，內部維護子組件列表

---

四、C++ 實現：文件系統結構

? 抽象組件接口

class FileSystemNode {
public:virtual void display(int depth = 0) = 0;virtual ~FileSystemNode() = default;
};

? 葉子節點：文件

class File : public FileSystemNode {std::string name_;
public:File(const std::string& name) : name_(name) {}void display(int depth = 0) override {std::cout << std::string(depth, '-') << name_ << std::endl;}
};

? 組合節點：文件夾

class Directory : public FileSystemNode {std::string name_;std::vector<std::unique_ptr<FileSystemNode>> children_;public:Directory(const std::string& name) : name_(name) {}void add(std::unique_ptr<FileSystemNode> node) {children_.emplace_back(std::move(node));}void display(int depth = 0) override {std::cout << std::string(depth, '-') << name_ << "/" << std::endl;for (const auto& child : children_) {child->display(depth + 2);}}
};

? 使用示例

int main() {auto root = std::make_unique<Directory>("root");root->add(std::make_unique<File>("file1.txt"));auto subDir = std::make_unique<Directory>("subdir");subDir->add(std::make_unique<File>("file2.txt"));subDir->add(std::make_unique<File>("file3.txt"));root->add(std::move(subDir));root->display();return 0;
}

輸出：

root/
--file1.txt
--subdir/
----file2.txt
----file3.txt

---

五、組合模式適用場景

場景	對象樹結構說明
操作系統文件系統	文件 + 文件夾，操作接口統一
圖形界面控件	窗口、容器、按鈕、文本框構成控件樹
公司組織架構	CEO → 部門主管 → 員工
報表結構層級	表頭、表體、表尾、字段
HTML DOM 樹	節點 + 元素 + 屬性

---

六、優點與缺點總結

? 優點：

• 統一接口，客戶端無差別調用
• 樹結構天然適合層次建模
• 擴展方便，添加新節點只需實現 Component

? 缺點：

• 違背接口隔離原則：葉子節點和組合節點共用接口，部分函數空實現
• 調試復雜，結構越深越難定位問題

---

七、與裝飾器 / 責任鏈等模式對比

模式	核心區別	類似點
Composite	結構樹形，有聚合子對象	Component 接口統一
Decorator	功能增強，包裹單一對象	接口一致、動態組合
Chain	責任鏈傳遞，節點決定是否繼續傳遞	多節點連接，共同參與處理

---

八、面試回答模板

“在我們的配置中心中，使用組合模式構建配置節點樹，既可以是葉子屬性（字段），也可以是組合節點（嵌套組）。所有節點都繼承自統一接口，使我們可以用遞歸統一地遍歷配置結構、序列化、驗證，代碼簡潔且擴展性好。”

? 建議突出樹形結構、遞歸遍歷、統一調用等優勢。

---

九、記憶口訣

“樹形結構走統一，組合調用不分離；葉子整體皆一類，層層嵌套遞歸易。”

---

十、明日預告：Day 15

享元模式（Flyweight Pattern）：通過共享技術減少對象數量，提升內存利用效率。