C++装饰器模式与继承关系结合使用-C++-PHP中文网

C++装饰器模式与继承关系结合使用

P粉602998670

发布： 2025-09-20 09:42:01

原创

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装饰器模式通过继承统一接口、组合实现功能扩展，如LoggingDecorator和CachingDecorator继承Decorator并包装Component，形成多层装饰链，运行时动态叠加行为，相比继承更灵活。

c++装饰器模式与继承关系结合使用

装饰器模式在C++中常用于动态地为对象添加功能，而继承是实现类间共性复用的基础机制。将两者结合使用，可以在保持代码灵活性的同时，充分利用已有类的结构和行为。

装饰器模式的基本结构

装饰器模式通过组合而非继承来扩展对象功能。核心是定义一个与被装饰对象共同基类的接口，让装饰器持有指向该基类的指针，从而在运行时叠加行为。

典型实现包含以下部分：

Component（组件）：抽象接口，定义操作方法
ConcreteComponent（具体组件）：实现基础功能的类
Decorator（装饰器基类）：继承自Component，持有一个Component指针
ConcreteDecorator（具体装饰器）：继承自Decorator，添加新功能或增强原有方法

继承关系在装饰器中的作用

为了使装饰器能透明地替代原始对象，必须通过继承建立统一接口。这使得所有装饰器和被装饰对象可以被同等对待。

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例如：

class Component {
public:
    virtual ~Component() = default;
    virtual void operation() = 0;
};
<p>class ConcreteComponent : public Component {
public:
void operation() override {
std::cout << "Basic operation\n";
}
};</p><p>class Decorator : public Component {
protected:
Component<em> component_;
public:
explicit Decorator(Component</em> c) : component<em>(c) {}
virtual void operation() override {
component</em>->operation();
}
};</p>

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这里，Decorator 继承自 Component，并包含一个 Component* 成员。这种“继承+组合”的方式是装饰器模式的关键特征。

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多层装饰与继承链配合

当需要多个装饰功能叠加时，可通过继承创建不同的具体装饰器，并逐层包装。

比如添加日志和缓存功能：

class LoggingDecorator : public Decorator {
public:
    using Decorator::Decorator;
    void operation() override {
        std::cout << "[Log] Before operation\n";
        Decorator::operation();
        std::cout << "[Log] After operation\n";
    }
};
<p>class CachingDecorator : public Decorator {
bool cached<em>{false};
public:
using Decorator::Decorator;
void operation() override {
if (!cached</em>) {
std::cout << "[Cache] First time running\n";
Decorator::operation();
cached_ = true;
} else {
std::cout << "[Cache] Skipped, already run\n";
}
}
};</p>

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使用时可嵌套包装：

auto comp = new ConcreteComponent();
Component* decorated = new LoggingDecorator(
                      new CachingDecorator(comp));
<p>decorated->operation(); // 先日志，再缓存判断，最后执行
decorated->operation(); // 日志仍输出，但缓存生效</p>

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