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我还是坚信学以致用是最有效率的学习方式，也继续这样实践下去。今天来实现组合模式，加深看书的印象。组合模式应用的地方有很多，unity是我觉得最彻底的一个应用，什么都是组件，连脚本都是。那么对于一个游戏引擎来说，绘制就是其中的一部分内容，UI上面有Label, Button，Image等等，以及界面Layer，一个非常明显的树形结构。那么怎么样优雅的去设计这个框架会让代码结构清晰，而且容易扩展呢？那就是组合模式，现在用组合模式来实现一个简单的游戏引擎的部分框架。不过，在实际项目中远不止如此简单，像cocos2dx-3.0以后的版本就把渲染部分分离出来了。
意图
“使得单个对象和组合对象的使用具有一致性。”
这是书上的话，那么怎么理解呢？基于要实现的内容，就简单理解为，使用这个引擎的人可以不用区分一个对象是一个Label还是一个Button，以及一个上面既有Label又有Button的Layer对象，都可以直接往场景里Add就好了，至于怎么绘制，使用引擎的人不需要关心。
适用性
- 你想表示对象的部分-整体层次结构
- 你希望用户忽略组合对象和单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象
结构
结构图：
简要说明：
- Component: 组合中的对象声明接口。
- Leaf：在组合中表示节点对象，叶节点没有子节点。
- Composite: 在组合中有子部件的那些部件的行为。
- Client：外部调用。
实现
c++实现：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
using namespace std;
class Node{
public:
Node(){}
Node(char* name){_name = name;}
virtual void Draw(){};
virtual void Add(Node* child){};
char* GetName(){return _name;};
private:
char* _name;
};
class Label: public Node{
public:
Label(char* name):Node(name){}
void Draw(){
cout << "Draw image: " << GetName() << endl;
}
};
class Sprite: public Node{
public:
Sprite(char* name):Node(name){}
void Draw(){
cout << "Draw Sprite." << GetName() << endl;
}
};
class Layer: public Node{
public:
void Add(Node* child){
_children.push_back(child);
};
void Draw(){
cout << "Draw Layer begin ... " << endl;
DrawChildren();
cout << "Draw Layer end. " << endl;
}
void DrawChildren(){
vector<Node*>::iterator it = _children.begin();
for (; it != _children.end(); ++it)
(*it)->Draw();
}
private:
vector<Node*> _children;
};
class Scene: public Layer{
public:
void Draw(){
cout << "Draw Scene begin ... " << endl;
DrawChildren();
cout << "Draw Scene end. " << endl;
}
};
class Director{
public:
Director(Scene* s){
_scene = s;
}
void Rend(){
if (_scene)
_scene->Draw();
}
private:
Scene* _scene;
};
int main(){
const int WAIT_TIME = 2;
Scene* pScene = new Scene();
pScene->Add(new Label("Label 1"));
pScene->Add(new Sprite("Sprite 1"));
Layer* pLayer = new Layer();
pLayer->Add(new Label("Label 2 on Layer"));
pLayer->Add(new Sprite("Sprite 2 on Layer"));
pScene->Add(pLayer);
Director director(pScene);
time_t tLast;
while(true){
tLast = time(NULL);
director.Rend();
time_t tNow = time(NULL);
if(tNow - tLast < WAIT_TIME){
//seconds = 1000 * 1000 micro seconds
usleep((WAIT_TIME - tNow + tLast)*1000*1000);
}
}
}
结果：
Draw Scene begin ...
Draw image: Label 1
Draw Sprite.Sprite 1
Draw Layer begin ...
Draw image: Label 2 on Layer
Draw Sprite.Sprite 2 on Layer
Draw Layer end.
Draw Scene end.
总结
- 组合设计模式中基类既申明了特定对象的一些操作，也声明了组合对象的一些操作；
- 组合模式描述了如何使用递归组合。组合对象聚合了基类对象，例如结构图中的Composite聚合了Component对象；
- 在真正项目实现中，细节部分也会有所变化。例如cocos2dx中的Node类（相当于这里的Component接口）不仅定义了组合对象的接口，还实现了只有Composite中才有的列表(_children)和Add、Remove等接口，它的本意是想做到节点在UI上可以互相包含，一个Label可以放在一个Button上，一个Button也可以放在一个Label上。虽然，书中[1]并不建议这样做，说这样对叶子节点会有空间上的浪费，但是对于cocos2dx开发者来说他们觉得利益远远大于弊端，或者说不存在弊端（没有叶节点）那就没有任何问题了。
参考
[1]《设计模式：可复用面向对象软件的基础》