“数据结构”模式
常常有一些组件在内部具有特定的数据结构，如果让客户程序依赖这些特定的数据结构，将极大地破坏组件的复用。这时候，将这些特定数据结构封装在内部，在外部提供统一的接口，来实现与特定数据结构无关的访问，是一种行之有效的解决方案。
属于数据结构模式的有：Composite、Iterator、Chain of Resposibility

组合模式（Composite）

• 在软件某些情况下，客户代码过多地依赖于对象容器复杂的内部实现结构，对象容器内部实现结构（而非抽象接口）的变化将引起客户代码的频繁变化，带来了代码的维护性、扩展性的弊端
• 如何将“客户代码与复杂的对象容器结构”解耦？让对象容器自己来实现自身的复杂结构，从而使得客户代码就像处理简单对象一样来处理复杂的对象容器？

组合模式定义：
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（稳定）。

比如用树的数据结构来存储数据（甚至可以是多种不同的数据类型共同使用，比如vector，每个子元素又是一个list等），又要对外保证一致的接口

class Component{
public:
    virtual void process() = 0;
    virtual ~Component() {}
};

class Composite : public Component{
    string name;
    list<Component*> element;
public:
    Composite(const string &s) : name(s) {}
    void add(Component *element){
        elements.push_back(element);
    }
    void remove(Component *element){
        elements.remove(element);
    }

    void process(){
        // 处理当前节点

        for (auto &e : elements){ //处理每个子节点
            e->process();         // 多态调用process
        }
    }
};

class Leaf : public Component{
    string name;
public:
    Leaf(string s) : name(s) {}
    void process(){
        // 处理当前节点
    }
}

void Invoke(Component &c){
    // ...
    c.process();
    // ...
}

int main(){
    Composite root("root");
    Composite treeNode1("treeNode1");
    Composite treeNode2("treeNode2");
    Composite treeNode3("treeNode3");
    Composite treeNode3("treeNode4");

    Leaf leaf01("leaf01");
    Leaf leaf02("leaf02");

    root.add(&treeNode1);
    treeNode1.add(&treeNode2);
    treeNode2.add(&leaf01);

    root.add(&treeNode3);
    treeNode3.add(&treeNode4);
    treeNode4.add(&leaf02);

    Invoke(root);

}

上述例子就体现了组合模式的精髓（虽然我个人认为Leaf的定义没有必要，毕竟当Composite的list不存在元素时即可成为叶子节点）。但如果有不同数据结构（类）共同组成一份数据，同时这些类都重写了process，可以在外部调用时，无需关注数据结构本身。

要点总结：
– Composite模式采用树形结构，来实现普遍存在得对象容器，从而将“一对多”的关系转化为“一对一”的关系，使得客户代码可以一致地（复用）处理对象和对象容器，无需关心处理得是单个对象还是组合得对象容器。
– 将“客户代码与复杂的对象容器结构”解耦是Composite的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口————而非对象容器的内部实现————发生依赖，从而更能“应对变化”。
– Composite模式在具体实现中，可以让父对象中的子对象反向追溯；如果父对象有频繁的遍历需求，可使用缓存技巧来改善效率。

迭代器（Iterator）

• 在软件构建过程中，集合对象内部结构常常变化各异。但对于这些集合对象，我们希望在不暴露其内部结构的同时，可以让外部客户代码透明地访问其中包含的元素；同时这种“透明遍历”也为“同一种算法在多种集合对象上进行操作”提供了可能。
• 使用面向对象技术将这种遍历机制抽象为“迭代器对象”为“应对变化中的集合对象”提供了一种优雅的方式。
• 但使用面向对象的方式来实现迭代器在C++已经过时了，C++的STL库里的迭代器是使用模板实现（泛型编程，编译时多态）

模式定义：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。
面向对象实现的迭代器：

template<typename T>
class Iterator{
public:
    virtual void first() = 0;//
    virtual void next() = 0;
    virtual bool isDone() const = 0;
    virtual T& current() = 0;
};

// 数据的容器
template<typename T>
class MyCollection{
public:
    Iterator<T> GetIterator(){ // 返回迭代器
        // ...
    }
}

// 数据容器的迭代器
template<typename T>
class CollectionIterator : public Iterator<T>{
    MyCollection<T> mc;
public:
    CollectionIterator(const MyCollection<T> &c) : mc(c){ }
    void first() override {}
    void next() override {}
    bool isDone() override {}
    T& current() override {}
};

void myAlgorithm(){
    MyCollection<int> mc;
    Iterator<int> iter = mc.GetIterator();
    for(iter.first(); !iter.isDone(); iter.next()){ // 多态机制调用，但其实多态会有性能损耗，他会先找虚指针再找虚表，当迭代次数过多时，性能损失明显。
        cout << iter.current() << endl;
    }
}

要点总结：
– 迭代抽象：访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示
– 迭代多态：为遍历不同的集合结构提供一个统一的接口，从而支持同样的算法在不同的集合结构上进行操作
– 迭代器的健壮性考虑：遍历的同时更改迭代器所在的集合结构，会导致问题。

职责链（Chain of Resposibility）

• 在软件构建过程中，一个请求可能被多个对象处理，但是每个请求在运行时只能有一个接受者，如果显示指定，将必不可少地带来请求发送者与接收者的紧耦合。
• 如何使请求的发送者不需要指定具体的接收者？让请求的接收者自己在运行时决定来处理请求，从而使两者解耦。

模式定义：
使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递请求，直到有一个对象处理它为止

enum class RequestType{
    REQ_HANDLE01,
    REQ_HANDLE02,
    REQ_HANDLE03
};

class Request{
    string description;
    RequestType reqType;
public:
    Request(const string &desc, RequestType type) : desciption(desc), reqType(type) {}
    RequestType getReqType() const { return reqType; }
    const string &getDescription() const { return description; }
};

class ChainHandler{
    ChainHandler *nextChain;
    void sendRequestToNextHandler(const Request &req){
        if (nextChain != nullptr) nextChain->handle(req);
    }
protected:
    virtual bool canHandleRequest(const Request &req) = 0;
    virtual void processRequest(const Request &req ) = 0;
public:
    ChainHandler(ChainHandler *next=nullptr) : nextChain(next) {  }
    void setNextChain(ChainHandler *next) { nextChain = next; }
    void handle(const Request & req){
        if (canHandleRequest(req)){
            processRequest(req);
        }else{
            sendRequestToNextHandler(req);
        }
    }
};

class Handler01 : public ChainHandler{
protected:
    bool canHandleRequest(const Request &req) override{// 当然实际的判断是否能请求可能不如此简单
        return req.getReqType() == RequestType::REQ_HANDLE01;
    }
    void processRequest(const Request & req) override{
        // 处理该请求
    }
};

class Handler02 : public ChainHandler{
protected:
    bool canHandleRequest(const Request &req) override{// 当然实际的判断是否能请求可能不如此简单
        return req.getReqType() == RequestType::REQ_HANDLE02;
    }
    void processRequest(const Request & req) override{
        // 处理该请求
    }
};

int main(){
    ChainHandler node03;
    ChainHandler node02(node03);
    ChainHandler node01(node02);

    Request req("process task ...", RequestType::REQ_HANDLE02);
    node01.handle(req);

    return 0;
}

要点总结：
– Chain of Responsibility模式的应用场合在于“一个请求可能有多个接受者，但是最后真正的接受者只有一个”，这时候请求发送者与接受者的耦合有可能出现“变化脆弱”的症状，职责链的目的就是将二者解耦，从而更好地应对变化。
– 应用了Chain of Responsibility模式后，对象的职责分派将更具有灵活性。可以在运行时动态添加/修改请求的处理职责。
– 如果请求传递到职责链的末尾仍得不到处理，应该有一个合理的缺省机制。这也是每一个接收对象的责任，而不是发出对象的责任。