C++装饰器模式实现动态添加功能方法

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发布时间：2025-08-19 13:32:01

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原创

装饰器模式通过组合而非继承动态扩展功能，核心角色包括Component、ConcreteComponent、Decorator和ConcreteDecorator，以消息发送为例实现加密、压缩等功能的灵活组合，避免类爆炸问题，结合智能指针管理生命周期，确保透明性和安全性，适合多变行为场景。

c++装饰器模式实现动态添加功能方法

装饰器模式在C++中用于在不修改原有类的前提下，动态地给对象添加新功能。相比继承，它更灵活，支持运行时组合功能，适合需要多变行为的场景。核心是通过组合而非继承扩展功能。

基本结构设计

装饰器模式包含以下几个角色：

Component（组件接口）：定义对象的统一接口，被装饰对象和装饰器都实现此接口
ConcreteComponent（具体组件）：原始对象，功能可被扩展
Decorator（装饰器基类）：持有Component指针，转发请求到被装饰对象
ConcreteDecorator（具体装饰器）：在转发前后添加新行为

代码实现示例

以“消息发送”为例，基础功能是发送文本，后续可动态添加加密、压缩等功能：

#include 
#include 
#include 

// 组件接口
class MessageSender {
public:
    virtual ~MessageSender() = default;
    virtual std::string send() = 0;
};

// 具体组件：基础发送器
class BasicSender : public MessageSender {
public:
    std::string send() override {
        return "原始消息";
    }
};

// 装饰器基类
class SenderDecorator : public MessageSender {
protected:
    std::shared_ptr sender;
public:
    explicit SenderDecorator(std::shared_ptr s) : sender(s) {}
    virtual std::string send() override {
        return sender->send();
    }
};

// 具体装饰器：加密
class EncryptedSender : public SenderDecorator {
public:
    using SenderDecorator::SenderDecorator;
    std::string send() override {
        std::string msg = SenderDecorator::send();
        return "加密(" + msg + ")";
    }
};

// 具体装饰器：压缩
class CompressedSender : public SenderDecorator {
public:
    using SenderDecorator::SenderDecorator;
    std::string send() override {
        std::string msg = SenderDecorator::send();
        return "压缩(" + msg + ")";
    }
};

使用方式与动态组合

可以在运行时灵活组合功能：

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int main() {
    auto basic = std::make_shared();

    // 只加密
    auto encrypted = std::make_shared(basic);
    std::cout << encrypted->send() << "\n"; 
    // 输出：加密(原始消息)

    // 先压缩再加密
    auto compressed = std::make_shared(basic);
    auto encryptedCompressed = std::make_shared(compressed);
    std::cout << encryptedCompressed->send() << "\n";
    // 输出：加密(压缩(原始消息))

    return 0;
}

这种方式避免了类爆炸问题。比如有3种功能，继承方式可能需要8个子类，而装饰器只需3个装饰类加1个基础类。