C++怎么实现一个装饰器设计模式_C++结构型模式与动态功能扩展

装饰器模式通过包装、委托和扩展动态增强对象功能，使用智能指针避免内存管理问题，适用于运行时灵活添加职责的场景。

装饰器设计模式在 C ++ 中用于动态地为对象添加功能，而不改变其结构。它属于结构型设计模式，通过组合的方式扩展对象行为，比继承更灵活。尤其适合需要在运行时选择性地附加职责的场景。

装饰器模式的核心思想

装饰器模式通过“包装”原始对象来实现功能扩展。每个装饰器都持有一个对被装饰对象的引用，并在调用方法前后添加额外逻辑。这样可以在不修改原有类的前提下，实现功能叠加。

关键角色包括：

• Component：抽象接口，定义对象的操作
• ConcreteComponent：具体对象，被装饰的目标
• Decorator：装饰器基类，持有 Component 指针，转发请求
• ConcreteDecorator：具体装饰器，添加新行为或责任

基础实现示例

以下是一个简单的文本显示功能扩展的例子：

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// 抽象组件 class Display {public: virtual ~Display() = default; virtual std::string show() = 0;};

// 具体组件：基础文本显示 class TextDisplay : public Display {std::string text; public: explicit TextDisplay(const std::string& t) : text(t) {} std::string show() override {return text;} };

// 装饰器基类 class DisplayDecorator : public Display {protected: Display display; public: explicit DisplayDecorator(Display d) : display(d) {} virtual ~DisplayDecorator() {delete display;} std::string show() override { return display->show();} };

// 具体装饰器：加粗 class BoldDecorator : public DisplayDecorator {public: using DisplayDecorator::DisplayDecorator; std::string show() override {return “” + display->show() + ““; } };

// 具体装饰器：斜体 class ItalicDecorator : public DisplayDecorator {public: using DisplayDecorator::DisplayDecorator; std::string show() override {return “” + display->show() + ““; } };

使用方式：

int main() { Display* display = new TextDisplay(“Hello World”); display = new BoldDecorator(display); display = new ItalicDecorator(display);

std::cout <show() << std::endl;  // 输出： Hello World  delete display; // 注意析构顺序 return 0;

避免内存管理问题的改进版本

原始实现存在析构风险——多个装饰器共享同一指针可能导致重复释放。推荐使用智能指针提升安全性：

#include

class Display {public: virtual ~Display() = default; virtual std::string show() = 0;};

using DisplayPtr = std::shared_ptr;

class DisplayDecorator : public Display {protected: DisplayPtr display; public: explicit DisplayDecorator(DisplayPtr d) : display(std::move(d)) {} std::string show() override {return display->show();} };

class BoldDecorator : public DisplayDecorator {public: using DisplayDecorator::DisplayDecorator; std::string show() override {return “” + display->show() + ““; } };

使用 shared_ptr 后，资源管理自动完成，避免手动 delete 带来的错误。

适用场景与优势

装饰器模式特别适用于以下情况：

• 需要在运行时动态添加功能，而非编译期静态绑定
• 避免大量子类膨胀（如每个功能组合都新建一个类）
• 希望功能可叠加且顺序可控

相比继承，装饰器提供了更高的灵活性。比如可以先加边框再加滚动条，也可以反过来，而继承无法控制这种顺序。

基本上就这些。只要理解“包装 + 委托 + 扩展”的核心逻辑，就能在实际项目中灵活运用装饰器模式实现动态功能增强。