GoFデザインパターン - コンポジット編

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <memory>

// Component: ファイルとディレクトリの共通インターフェース
class FileSystemUnit {
protected:
    std::string name;

public:
    FileSystemUnit(const std::string& name) : name(name) {}
    virtual ~FileSystemUnit() = default;

    // 共通の操作
    virtual int getSize() const = 0;
    virtual void printList(const std::string& prefix = "") const = 0;

    // 子要素管理（デフォルトでは何もしないかエラー）
    virtual void add(std::shared_ptr<FileSystemUnit> unit) {
        // Leafではサポートしないため、デフォルト実装は空または例外でも良い
    }
};

// Leaf: 個別のファイル
class File : public FileSystemUnit {
private:
    int size;

public:
    File(const std::string& name, int size) : FileSystemUnit(name), size(size) {}

    int getSize() const override {
        return size;
    }

    void printList(const std::string& prefix = "") const override {
        std::cout << prefix << "/" << name << " (" << size << "KB)" << std::endl;
    }
};

// Composite: ディレクトリ
class Directory : public FileSystemUnit {
private:
    std::vector<std::shared_ptr<FileSystemUnit>> children;

public:
    Directory(const std::string& name) : FileSystemUnit(name) {}

    int getSize() const override {
        int totalSize = 0;
        for (const auto& child : children) {
            totalSize += child->getSize();
        }
        return totalSize;
    }

    void printList(const std::string& prefix = "") const override {
        std::cout << prefix << "/" << name << " (Total: " << getSize() << "KB)" << std::endl;
        for (const auto& child : children) {
            child->printList(prefix + "/" + name);
        }
    }

    void add(std::shared_ptr<FileSystemUnit> unit) override {
        children.push_back(unit);
    }
};

int main() {
    // ディレクトリ構造の作成
    auto root = std::make_shared<Directory>("root");
    auto bin = std::make_shared<Directory>("bin");
    auto tmp = std::make_shared<Directory>("tmp");
    auto usr = std::make_shared<Directory>("usr");

    auto vi = std::make_shared<File>("vi", 100);
    auto latex = std::make_shared<File>("latex", 200);

    root->add(bin);
    root->add(tmp);
    root->add(usr);

    bin->add(vi);
    bin->add(latex);
    
    // さらに深い階層
    auto local = std::make_shared<Directory>("local");
    usr->add(local);
    local->add(std::make_shared<File>("myscript.sh", 10));

    // 全体の表示とサイズ計算
    // クライアントは root が Composite か Leaf かを気にせず操作できる
    std::cout << "--- File System List ---" << std::endl;
    root->printList();
    
    return 0;
}

// 実行結果
// --- File System List ---
// /root (Total: 310KB)
// /root/bin (Total: 300KB)
// /root/bin/vi (100KB)
// /root/bin/latex (200KB)
// /root/tmp (Total: 0KB)
// /root/usr (Total: 10KB)
// /root/usr/local (Total: 10KB)
// /root/usr/local/myscript.sh (10KB)