讲完了适配器和桥接模式，我们这次来看看组合模式（Composite）。
意图
将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
结构图
从上面的结构图可以看出，Composite聚合了Component，那么也就是说Composite里面可以保存任何Component的子类，比如一个Leaf或者另外一个Composite，然后另外一个Composite里面又可以有Leaf和Composite。这个其实也就是一个递归结构。来举几个例子吧：
1. 目录和文件，目录里面可以有文件还可以有子目录，子目录又可以有文件和子目录。这样我们可以给文件和目录抽象出一个统一的接口比如叫做Storage，然后文件和目录是Storage的子类。那么我们可以把文件和目录同样对待，不需要区分。Storage相当于上图中的Component，文件相当于Leaf，目录相当于Composite。
2. 树叶和树枝。树枝里面可以有树叶和子树枝，子树枝又可以有子树枝和树叶。那么我们也应该把树叶和树枝同等对待。给它们一个统一接口，比如叫做TreeComponent，那么TreeComponent就是上图中的Component，树叶就是Leaf，树枝就是Composite。
3. 再来一个例子，图片和图元，比如一个图片里面有直线和正方形，这个图片本身又可以作为另外一个图片的一部分。其中直线和正方形就是Leaf，图片就是Composite，给它们一个统一接口Graphic，那么Graphic就是Component。
下面我们就以图片为例，来介绍一下组合模式。先来看看对象结构图：
从上面的图中可以很清楚的看到，picture可以有text，line，rect组成，而一个picture又可以作为另外一个picture的一部分。这个就是个递归的关系。如果我们可以把picture和line，text，rect同等对待的话，我们就可以很方便的组合一个更大的对象。
先给出类图：
这个例子代码里面总共有5个类：
CGraphic：这是个基类，抽象了Add，Draw和Remove函数，对应于模式结构图里面的Component；
CLine/CText/CRect：这3个类分别画线，文字和正方形，对应于模式结构图里面的Leaf；
CPicture：图片类，图片类由基本图片单元Line，Text，Rect组成，从上面的类图中就可以看出CPicture聚合了CGraphic。CPicture就是Composite类。
先看看CGraphic代码：
class CGraphic
{
public:
virtual void Add(CGraphic* g){};
virtual void Remove(CGraphic* g){};
virtual void Draw() = 0;
};
CGraphic里面抽象了3个函数Add，Remove和Draw。Add/Remove是用来给Composite（CPicture）添加/删除子部件的。Leaf不需要这2个函数，但是这2个函数也会被CLine/CText/CRect继承，这个怎么办呢？这里先留个疑问，我们后面再探讨这个问题。
给出Leaf类代码：
class CLine: public CGraphic
{
public:
virtual void Draw()
{
std::cout << "Draw line\n";
}
};
class CText: public CGraphic
{
public:
virtual void Draw()
{
std::cout << "Draw text\n";
}
};
class CRect: public CGraphic
{
public:
virtual void Draw()
{
std::cout << "Draw rect\n";
}
};
简单明了，就是实现各自的Draw函数。
看看CPicture（Composite）代码：
class CPicture: public CGraphic
{
public:
virtual void Add(CGraphic* g)
{
if(std::find(_listGraphics.begin(), _listGraphics.end(), g) == _listGraphics.end())
_listGraphics.push_back(g);
}
virtual void Remove(CGraphic* g)
{
_listGraphics.remove(g);
}
virtual void Draw()
{
BOOST_FOREACH(CGraphic* g, _listGraphics)
{
g->Draw();
}
}
virtual ~CPicture()
{
BOOST_FOREACH(CGraphic* g, _listGraphics)
{
delete g;
}
}
protected:
std::list<CGraphic*> _listGraphics;
};
我们可以看到CPicture有一个数据成员std::list<CGraphic*> _listGraphics。_listGraphics保存了CPicture的子部件，这个就是用来实现递归的关键，_listGraphics里面可以保存CGraphic的任何子类：Leaf和Composite。也就是说我们把Leaf和Composite同等对待了，他们统统可以放到_listGraphics里面。
看看客户端如何调用：
CGraphic* line = new CLine(); CGraphic* text = new CText(); CGraphic* rect = new CRect(); //生成一个图片对象，这个图片对象里面包括一条直线和一段文字 CGraphic* pic1 = new CPicture(); pic1->Add(line); pic1->Add(text); //生成另外一个图片对象，这个图片对象里面包括2部分：一个图片pic1和一个正方形。换言之，这个图片里面有一条直线，一段文字和一个正方形。 CGraphic* pic2 = new CPicture(); pic2->Add(pic1); pic2->Add(rect); //pic2的Draw函数可以画出一条直线，一段文字和一个正方形。 pic2->Draw(); delete pic2;
这里生成了一个图片pic2，pic2由一个图片子部件pic1和一个子部件正方形组成。pic1里面又有一条直线和一段文字。我们可以将pic2再当作另外一个图片的子部件。
通过这个例子，我们可以看到，通过组合模式（Composite）是很容易来生成一个大的对象的。
我们来看看组合模式有哪些优点：
1. 定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构。基本对象可以被组合对象组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断的递归下去。客户代码中，任何用到基本对象的地方都可以使用组合对象。
2. 简化客户代码。客户可以一致地使用基本对象和组合对象。通常用户不知道（也不关心）处理的是一个Leaf还是一个Composite。这就简化了客户代码，因为在定义组合的那些类中不需要来判断子部件是Leaf还是Composite。就像上面的例子中，CPicture用std::list<CGraphic*> _listGraphics 来保存子部件。CPicture并不需要关心子部件是CLine还是CPicture。
3. 使得更容易增加新类型的组件。新定义的Leaf和Composite可以自动地和旧的代码一起工作，客户代码不需要为新的Composite类更改代码。
缺点：
很难限制组合中的组件。有时可能希望一个组合只能有某些特定的组件。使用Composite的时候，我们无法静态的来做这些限制，因为所有的Composite和Leaf都继承于同一个接口，没有什么特征。当然我们可以尝试在运行的时候来进行检查。比如给CGraphic增加一个string属性，CLine设置为“line",CPicture设置为“picture”，那么我们可以在运行的时候来读取这个string，从而可以做一些判断。
回想文章的前面部分，我们留了一个疑问，就是CGraphic里面有2个函数Add和Remove，这2个函数CPicture需要使用，但是CLine/CText/CRect都不需要使用。那么我们有必要把这个2个函数放在CGraphic里面吗？我们可以放到CPicture里面吗？对于这个问题，我们需要在安全性和透明性之间做出权衡选择。
1. 在基类里面定义Add和Remove具有很好的透明性。因为客户代码可以一致地使用Leaf和Composite。但是这里有一个安全问题，有时客户会做一些无意义的事情，比如在Leaf中调用Add和Remove。
2. 将基类中的Add和Remove移到Composite中，这样安全性就好一些了。像C++这种静态类型语言，在Leaf中是无法调用Add和Remove的。但是这又损失了透明性，因为Leaf和Composite具有不同的接口。
Composite模式中，我们更加倾向于透明性，因为我们想将Leaf和Composite同等对待。如果真的因为基类封装了Add和Remove而导致一些严重的安全问题，那么我们可以考虑移到Composite中。其实，我个人觉得这个问题正是使用Composite模式的一个难点，有时很难在透明性和安全性之间做出选择，因为各有各的优点缺点。总之，视情况而定吧。