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C++装饰器模式动态添加行为方法

P粉602998670
发布: 2025-09-20 17:05:01
原创
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装饰器模式通过组合扩展对象功能,避免类爆炸。核心为组件接口、具体组件、装饰器基类与具体装饰器,支持运行时动态叠加行为,如日志与权限检查,灵活且符合开闭原则。

c++装饰器模式动态添加行为方法

装饰器模式在C++中是一种结构型设计模式,用于在不修改原有类的前提下,动态地给对象添加新的行为。相比继承,它更灵活,避免了类爆炸问题,特别适合需要在运行时组合功能的场景。

装饰器模式核心思想

通过组合而非继承来扩展功能。装饰器类持有被装饰对象的实例,对外提供与原对象相同的接口,在调用前后可以添加额外逻辑。

关键点:

  • 抽象组件(Component)定义接口
  • 具体组件(ConcreteComponent)实现基础功能
  • 装饰器基类(Decorator)继承组件接口,包含组件指针
  • 具体装饰器(ConcreteDecorator)添加新行为

基本实现结构

#include <iostream>
#include <memory>

// 抽象组件
class Component {
public:
    virtual ~Component() = default;
    virtual void operation() const = 0;
};

// 具体组件
class ConcreteComponent : public Component {
public:
    void operation() const override {
        std::cout << "基础功能执行\n";
    }
};

// 装饰器基类
class Decorator : public Component {
protected:
    std::shared_ptr<Component> component_;
public:
    explicit Decorator(std::shared_ptr<Component> comp) : component_(comp) {}

    void operation() const override {
        component_->operation();
    }
};

// 具体装饰器A:添加日志
class LoggingDecorator : public Decorator {
public:
    using Decorator::Decorator;

    void operation() const override {
        std::cout << "[日志] 开始执行操作\n";
        Decorator::operation();
        std::cout << "[日志] 操作完成\n";
    }
};

// 具体装饰器B:添加权限检查
class SecurityDecorator : public Decorator {
public:
    using Decorator::Decorator;

    void operation() const override {
        std::cout << "[安全] 正在校验权限...\n";
        // 模拟权限通过
        Decorator::operation();
    }
};
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使用方式与动态组合

可以在运行时根据需要叠加多个装饰器,实现行为的动态添加:

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int main() {
    auto comp = std::make_shared<ConcreteComponent>();

    // 只有基础功能
    comp->operation();

    // 添加日志
    auto logged = std::make_shared<LoggingDecorator>(comp);
    logged->operation();

    // 再添加安全检查
    auto secured = std::make_shared<SecurityDecorator>(logged);
    secured->operation();

    return 0;
}
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输出结果:

基础功能执行
[日志] 开始执行操作
基础功能执行
[日志] 操作完成
[安全] 正在校验权限...
[日志] 开始执行操作
基础功能执行
[日志] 操作完成
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适用场景与优势

这种模式适用于以下情况:

  • 需要在运行时动态添加职责,而不是编译时静态确定
  • 避免生成大量功能组合的子类(如 BufferedStream、EncryptedStream 等)
  • 希望职责分离,每个装饰器只关注单一扩展功能

优势:灵活性高,符合开闭原则,易于复用和组合。相比多重继承更安全清晰。

基本上就这些,掌握好接口一致性和组合顺序,就能有效利用装饰器模式扩展对象行为。

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