C++如何实现装饰器模式_C++设计模式与装饰器实现技巧

装饰器模式通过包装对象动态扩展功能，C++中结合继承、组合与智能指针可实现安全灵活的装饰结构，适用于GUI样式、日志等需动态添加行为的场景。

装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许在不修改对象本身的前提下动态地为对象添加新功能。在C++中，通过继承和组合的方式可以很好地实现这一模式，尤其适用于需要灵活扩展功能的场景。

装饰器模式的核心思想

装饰器模式通过“包装”原始对象来增强其行为。被装饰的对象与装饰器实现相同的接口，客户端无需关心具体是原始对象还是被装饰过的对象。

关键点包括：

• 组件接口（Component）：定义对象的统一操作接口
• 具体组件（ConcreteComponent）：实现基础功能的类
• 装饰器基类（Decorator）：持有组件指针，并转发请求
• 具体装饰器（ConcreteDecorator）：在调用父类方法前后添加额外逻辑

基本实现结构

以下是一个简单的文本显示功能的装饰示例：

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#include 
#include 
// 组件接口
class TextComponent {
public:
virtual ~TextComponent() = default;
virtual std::string display() const = 0;
};
// 具体组件
class PlainText : public TextComponent {
std::string text;
public:
explicit PlainText(const std::string& t) : text(t) {}
std::string display() 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 display() const override {
return component->display();
}
};
// 具体装饰器：加粗
class BoldText : public TextDecorator {
public:
using TextDecorator::TextDecorator;
std::string display() const override {
return "" + TextDecorator::display() + "";
}
};
// 具体装饰器：斜体
class ItalicText : public TextDecorator {
public:
using TextDecorator::TextDecorator;
std::string display() const override {
return "" + TextDecorator::display() + "";
}
};

使用方式如下：

int main() {
    TextComponent* text = new PlainText("Hello World");
    text = new BoldText(text);
    text = new ItalicText(text);
std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn text-youjiankuohaophpcndisplay() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn std::endl;
// 输出: zuojiankuohaophpcnbyoujiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcniyoujiankuohaophpcnHello Worldzuojiankuohaophpcn/iyoujiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn/byoujiankuohaophpcn

delete text;
return 0;
}

							

								
								

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现代C++中的优化技巧
上述实现存在裸指针管理的问题。可以借助智能指针提升安全性：

使用std::unique_ptr替代原始指针，避免内存泄漏
装饰器构造函数接受右值引用，支持移动语义
提供工厂函数简化嵌套装饰的创建过程

例如，将TextDecorator改为：
class TextDecorator : public TextComponent {
protected:
    std::unique_ptr component;
public:
    explicit TextDecorator(std::unique_ptr c)
        : component(std::move(c)) {}
    // display() 同样转发调用
};
适用场景与注意事项
装饰器适合用于：

需要动态组合功能的系统（如GUI控件样式）
避免生成大量子类的扩展需求
日志、权限、缓存等横切关注点的注入

注意点：

多层装饰可能影响性能
调试时堆栈较深，需注意可读性
合理设计接口粒度，避免过度包装

基本上就这些。C++中实现装饰器模式的关键在于清晰的接口划分和资源管理。结合现代C++特性能让代码更安全、更易维护。