装饰器模式通过组合方式动态扩展对象功能，示例中Widget接口的TextField被BorderDecorator和ScrollDecorator逐层包装，调用draw时形成“添加滚动条→绘制文本→添加边框”的行为链，体现了运行时灵活增强特性。
装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许动态地为对象添加功能，而无需修改其原有代码。在 C++ 中，通过继承与组合的方式可以很好地实现这一模式。相比继承，装饰器更灵活，可以在运行时动态扩展对象行为。
基本思路与类结构设计
装饰器模式的核心是：
- 定义一个组件接口（Component），所有具体组件和装饰器都实现该接口。
- 装饰器类（Decorator）持有指向组件的指针，从而可以在调用前后添加额外逻辑。
- 多个装饰器可以嵌套使用，形成“包装链”。
下面是一个简单的示例：为文本显示功能添加边框、滚动条等装饰效果。
#include#include // 组件基类 class Widget { public: virtual ~Widget() = default; virtual void draw() const = 0; }; // 具体组件：基础文本框 class TextField : public Widget { std::string text; public: explicit TextField(const std::string& t) : text(t) {} void draw() const override { std::cout << "Drawing text field with: '" << text << "'\n"; } };
实现装饰器基类与具体装饰器
装饰器也继承自 Widget，并持有一个 Widget 指针，在其基础上添加功能。
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// 装饰器基类
class WidgetDecorator : public Widget {
protected:
Widget* widget;
public:
explicit WidgetDecorator(Widget* w) : widget(w) {}
void draw() const override {
widget->draw(); // 默认转发调用
}
};
// 添加边框的装饰器
class BorderDecorator : public WidgetDecorator {
public:
explicit BorderDecorator(Widget* w) : WidgetDecorator(w) {}
void draw() const override {
WidgetDecorator::draw();
std::cout << " + Adding border\n";
}
};
// 添加滚动条的装饰器
class ScrollDecorator : public WidgetDecorator {
public:
explicit ScrollDecorator(Widget* w) : WidgetDecorator(w) {}
void draw() const override {
std::cout << " + Adding scrollbars\n";
WidgetDecorator::draw();
}
};使用示例与运行效果
你可以像搭积木一样组合多个装饰器。
int main() {
// 创建原始组件
Widget* input = new TextField("Hello");
// 动态添加功能
Widget* withBorder = new BorderDecorator(input);
Widget* withScroll = new ScrollDecorator(withBorder);
// 执行绘制
withScroll->draw();
// 注意：实际中应使用智能指针管理内存
delete withScroll; // 会递归释放所有包装层
return 0;
}输出结果：
+ Adding scrollbars Drawing text field with: 'Hello' + Adding border
关键点与注意事项
- 接口一致性：装饰器和被装饰对象拥有相同的接口，使用者无需知道是否被装饰。
- 动态扩展：可在运行时决定添加哪些功能，比静态继承更灵活。
-
避免内存泄漏：建议使用
std::unique_ptr或std::shared_ptr管理所有权。 - 性能考虑：每层装饰增加一次函数调用开销，但通常可忽略。
若想支持自动内存管理，可将构造参数改为智能指针，或让装饰器接管所包装对象的生命周期。
基本上就这些。装饰器模式在 GUI 组件、流处理、日志系统中非常实用。
