對象樹與組合模式的關(guān)系

Qt 的對象樹機制是組合模式的一種實現(xiàn)，它使用了組合模式的思想來管理對象的父子關(guān)系。在 Qt 中，每個對象都可以有一個父對象，也可以有多個子對象。當(dāng)一個對象的父對象被銷毀時，它的子對象也會被銷毀。這種父子關(guān)系的管理方式就是組合模式的一種實現(xiàn)方式。

使用 Qt 的對象樹機制可以非常方便地實現(xiàn)組合模式，我們只需要在創(chuàng)建對象時，將其父對象作為構(gòu)造函數(shù)的一個參數(shù)傳遞進去，就可以自動建立父子關(guān)系。在銷毀對象時，我們只需要銷毀根對象，就可以自動銷毀其所有的子對象。這種自動管理父子關(guān)系的方式，不僅可以讓代碼更簡潔，而且可以避免出現(xiàn)內(nèi)存泄漏等問題。

組合模式UML類圖

程序示例

#include <QObject>
#include <QDebug>

// 抽象組件類
class Component : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit Component(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}
    virtual void operation() = 0;
};

// 葉子節(jié)點類
class Leaf : public Component {
public:
    explicit Leaf(QObject *parent = nullptr) : Component(parent) {}
    void operation() override { qDebug() << "Leaf operation."; }
};

// 容器節(jié)點類
class Composite : public Component {
public:
    explicit Composite(QObject *parent = nullptr) : Component(parent) {}
    void operation() override {
        qDebug() << "Composite operation.";
        for (QObject *child : children()) {
            Component *component = qobject_cast<Component*>(child);
            if (component) {
                component->operation();
            }
        }
    }
};

int main() {
    Composite *root = new Composite();
    Composite *composite1 = new Composite(root);
    Composite *composite2 = new Composite(root);
    Leaf *leaf1 = new Leaf(composite1);
    Leaf *leaf2 = new Leaf(composite1);
    Leaf *leaf3 = new Leaf(composite2);

    /*
    composite1->setParent(root);
    composite2->setParent(root);
    leaf1->setParent(composite1);
    leaf2->setParent(composite1);
    leaf3->setParent(composite2);
    */

    root->operation();

    delete root;
    return 0;
}

不多bb，直接給出一個程序示例。可以看到，這里并沒有實現(xiàn)UML類圖中說到的add和remove方法，因為Qt已經(jīng)內(nèi)部幫你實現(xiàn)了。在構(gòu)造函數(shù)中，將父對象傳入，相當(dāng)于就是調(diào)用了add方法，將自身設(shè)置為子節(jié)點。

注釋塊中，可以看到子節(jié)點調(diào)用了setParent方法，去設(shè)置父節(jié)點。這和標(biāo)準(zhǔn)的組合模式中的父節(jié)點調(diào)用add方法，將子節(jié)點加入到子節(jié)點列表，實際上是一樣的。如果將nullptr傳入setParent方法，相當(dāng)于取消父子節(jié)點關(guān)系，其實和標(biāo)準(zhǔn)的組合模式中的remove方法是一樣的。在這里，我們不需要顯式的調(diào)用setParent方法，因為在上面的構(gòu)造函數(shù)中已經(jīng)傳入了各自的父節(jié)點，因此可以注釋掉。

QObject中的children方法，可以獲取所有的子對象（子節(jié)點）。程序示例中，operation方法獲取了所有的子對象，并調(diào)用子對象的operation方法。子對象中的operation方法一樣會進行這個過程，不斷傳遞直到最終的葉子對象（沒有子對象的節(jié)點）。當(dāng)QObject銷毀時，其實也會發(fā)生類似的過程，從而讓所有的子對象都銷毀，實現(xiàn)自動的內(nèi)存管理。

總結(jié)

其實沒什么好說的，如果熟悉Qt開發(fā)，就會覺得本文講的東西太膚淺了。確實，設(shè)計模式就是在日常的開發(fā)中總結(jié)和凝練出來的套路，對于有經(jīng)驗的程序員來說，雖然不一定知道其概念，但是已經(jīng)在日常開發(fā)看到甚至已經(jīng)主動的去使用了。不過系統(tǒng)的定義好這些設(shè)計模式的具體概念，能夠讓我們從更宏觀的層面認識設(shè)計模式，提高架構(gòu)能力。退一萬步，至少能提高程序員之間的溝通效率，還是很有裨益的。