C++ 設計模式：組合模式（Composite Pattern）完整指南

模式意圖

將對象組合成樹形結構以表示「部分-整體」層次，使客戶端對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

核心角色

• Component：抽象構件，聲明公共接口（Operation, Add, Remove, GetChild），可提供默認實現。
• Leaf：葉節點，無子節點，實現 Operation，Add/Remove 拋異常或空實現。
• Composite：樹枝節點，維護子構件列表，實現 Add/Remove/GetChild，Operation 遞歸調用子節點。

關鍵設計決策：透明性 vs 安全性

• 透明方式：Component 聲明所有管理方法（Add/Remove）。Leaf 也擁有這些方法（空實現/拋異常）。客戶端完全統一調用，但 Leaf 調用管理方法不安全。
• 安全方式：僅 Composite 聲明管理方法。客戶端需區分 Leaf/Composite，失去透明性但類型安全。
• GoF 建議：優先透明性，Leaf 中拋異常處理非法調用。

完整代碼示例（公司組織架構）

class Component {
    string name;
public:
    Component(string n):name(n){}
    virtual ~Component(){}
    virtual void Operation()=0;
    virtual void Add(Component*)=0;
    virtual void Remove(Component*)=0;
    virtual Component* GetChild(int)=0;
    string GetName() { return name; }
    virtual void Print()=0;
};

class Leaf : public Component {
public:
    Leaf(string n):Component(n){}
    void Operation() { cout<<"Leaf: "< children;
public:
    Composite(string n):Component(n){}
    ~Composite() { for(auto c:children) delete c; }
    void Operation() {
        cout<<"Composite: "<Operation();
    }
    void Add(Component* c) { children.push_back(c); }
    void Remove(Component* c) {
        auto it=find(children.begin(),children.end(),c);
        if(it!=children.end()) { delete *it; children.erase(it); }
    }
    Component* GetChild(int i) { return (i>=0&&iGetName()<