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C++如何使用装饰器模式扩展功能

P粉602998670

发布： 2025-09-13 11:56:01

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c++如何使用装饰器模式扩展功能

装饰器模式（Decorator Pattern）在C++中是一种结构型设计模式，它允许动态地为对象添加新功能，而无需修改原有类的代码。与继承不同，装饰器通过组合的方式在运行时扩展对象行为，更加灵活。

理解装饰器模式的核心思想

装饰器模式的关键在于：

有一个共同的接口或基类，定义核心操作
具体组件实现该接口
装饰器类也继承同一接口，并持有一个指向组件对象的指针
装饰器可以在调用组件方法前后加入额外逻辑

这种结构让你可以像“套娃”一样层层包装对象，每层增加一个功能。

基本实现步骤

以下是一个简单的例子，展示如何用装饰器模式给文本显示功能添加格式化效果：

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// 共同接口 class TextComponent { public: virtual ~TextComponent() = default; virtual std::string getContent() const = 0; };

// 基础实现 class PlainText : public TextComponent { std::string text; public: explicit PlainText(const std::string& t) : text(t) {} std::string getContent() const override { return text; } };

// 装饰器基类 class TextDecorator : public TextComponent { protected: TextComponent component; public: explicit TextDecorator(TextComponent c) : component(c) {} virtual ~TextDecorator() { delete component; } std::string getContent() const override { return component->getContent(); } };

// 具体装饰器：加粗 class BoldText : public TextDecorator { public: explicit BoldText(TextComponent* c) : TextDecorator(c) {} std::string getContent() const override { return "" + TextDecorator::getContent() + ""; } };

// 具体装饰器：斜体 class ItalicText : public TextDecorator { public: explicit ItalicText(TextComponent* c) : TextDecorator(c) {} std::string getContent() const override { return "" + TextDecorator::getContent() + ""; } };

使用方式：

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int main() { TextComponent* text = new PlainText("Hello World"); text = new BoldText(text); text = new ItalicText(text);

std::cout << text->getContent() << std::endl;
// 输出: <i><b>Hello World</b></i>

delete text; // 自动释放内部对象
return 0;

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}

实际应用中的优化建议

在真实项目中，可以这样改进装饰器模式的使用：

使用智能指针（如std::unique_ptr）管理生命周期，避免内存泄漏
如果不需要运行时动态组合，考虑模板或策略模式提高性能
保持装饰器职责单一，每个装饰器只负责一种功能扩展
注意装饰顺序可能影响最终结果，比如先加粗再套链接和反过来可能表现不同

例如改用智能指针后，TextDecorator可改为：

class TextDecorator : public TextComponent { protected: std::unique_ptr component; public: explicit TextDecorator(std::unique_ptr c) : component(std::move(c)) {} };

基本上就这些。装饰器模式适合需要灵活扩展功能的场景，比如GUI组件、输入输出流处理、日志系统等。关键是设计好基础接口，然后通过组合不断叠加能力，而不是靠继承爆炸式增长子类。

以上就是C++如何使用装饰器模式扩展功能的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！