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C++怎么实现一个装饰器设计模式_C++结构型模式与动态功能扩展

尼克

尼克

发布时间:2026-01-08 10:32:38

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来源于php中文网

原创

装饰器模式通过包装、委托和扩展动态增强对象功能,使用智能指针避免内存管理问题,适用于运行时灵活添加职责的场景。

c++怎么实现一个装饰器设计模式_c++结构型模式与动态功能扩展

装饰器设计模式在C++中用于动态地为对象添加功能,而不改变其结构。它属于结构型设计模式,通过组合的方式扩展对象行为,比继承更灵活。尤其适合需要在运行时选择性地附加职责的场景。

装饰器模式的核心思想

装饰器模式通过“包装”原始对象来实现功能扩展。每个装饰器都持有一个对被装饰对象的引用,并在调用方法前后添加额外逻辑。这样可以在不修改原有类的前提下,实现功能叠加。

关键角色包括:

  • Component:抽象接口,定义对象的操作
  • ConcreteComponent:具体对象,被装饰的目标
  • Decorator:装饰器基类,持有Component指针,转发请求
  • ConcreteDecorator:具体装饰器,添加新行为或责任

基础实现示例

以下是一个简单的文本显示功能扩展的例子:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

// 抽象组件 class Display { public: virtual ~Display() = default; virtual std::string show() = 0; };

// 具体组件:基础文本显示 class TextDisplay : public Display { std::string text; public: explicit TextDisplay(const std::string& t) : text(t) {} std::string show() override { return text; } };

// 装饰器基类 class DisplayDecorator : public Display { protected: Display display; public: explicit DisplayDecorator(Display d) : display(d) {} virtual ~DisplayDecorator() { delete display; } std::string show() override { return display->show(); } };

// 具体装饰器:加粗 class BoldDecorator : public DisplayDecorator { public: using DisplayDecorator::DisplayDecorator; std::string show() override { return "" + display->show() + ""; } };

// 具体装饰器:斜体 class ItalicDecorator : public DisplayDecorator { public: using DisplayDecorator::DisplayDecorator; std::string show() override { return "" + display->show() + ""; } };

使用方式:

int main() { Display* display = new TextDisplay("Hello World"); display = new BoldDecorator(display); display = new ItalicDecorator(display);
std::cout << display->show() << std::endl; 
// 输出: Hello World

delete display; // 注意析构顺序
return 0;

}

避免内存管理问题的改进版本

原始实现存在析构风险——多个装饰器共享同一指针可能导致重复释放。推荐使用智能指针提升安全性:

魔法映像企业网站管理系统
魔法映像企业网站管理系统

技术上面应用了三层结构,AJAX框架,URL重写等基础的开发。并用了动软的代码生成器及数据访问类,加进了一些自己用到的小功能,算是整理了一些自己的操作类。系统设计上面说不出用什么模式,大体设计是后台分两级分类,设置好一级之后,再设置二级并选择栏目类型,如内容,列表,上传文件,新窗口等。这样就可以生成无限多个二级分类,也就是网站栏目。对于扩展性来说,如果有新的需求可以直接加一个栏目类型并新加功能操作

下载

#include

class Display { public: virtual ~Display() = default; virtual std::string show() = 0; };

using DisplayPtr = std::shared_ptr;

class DisplayDecorator : public Display { protected: DisplayPtr display; public: explicit DisplayDecorator(DisplayPtr d) : display(std::move(d)) {} std::string show() override { return display->show(); } };

class BoldDecorator : public DisplayDecorator { public: using DisplayDecorator::DisplayDecorator; std::string show() override { return "" + display->show() + ""; } };

使用 shared_ptr 后,资源管理自动完成,避免手动 delete 带来的错误。

适用场景与优势

装饰器模式特别适用于以下情况:

  • 需要在运行时动态添加功能,而非编译期静态绑定
  • 避免大量子类膨胀(如每个功能组合都新建一个类)
  • 希望功能可叠加且顺序可控

相比继承,装饰器提供了更高的灵活性。比如可以先加边框再加滚动条,也可以反过来,而继承无法控制这种顺序。

基本上就这些。只要理解“包装+委托+扩展”的核心逻辑,就能在实际项目中灵活运用装饰器模式实现动态功能增强。

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