装饰器模式通过包装、委托与扩展，在不修改原类的情况下动态添加功能。1. 定义抽象组件Component及其实现ConcreteComponent；2. 装饰器Decorator继承Component并持有组件指针；3. 具体装饰器如LoggingDecorator和AuthDecorator在调用前后插入新逻辑；4. 使用智能指针组合装饰器，实现功能叠加。示例输出显示权限检查、日志记录与基础功能的顺序执行，适用于需动态扩展功能且避免类爆炸的场景，关键在于接口一致与合理管理嵌套层次。
装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，允许在不修改原有类的前提下，动态地给对象添加新的功能。在C++中，可以通过继承和组合的方式实现这一模式，核心是保持接口一致的同时，在运行时扩展对象行为。
基本思路与关键点
实现装饰器模式的关键在于：
- 有一个公共的抽象组件类（Component），定义操作接口
- 具体组件类（ConcreteComponent）实现基础功能
- 装饰器类（Decorator）继承自抽象组件，并持有组件的指针
- 具体装饰器类（ConcreteDecorator）在调用原方法前后添加新逻辑
代码实现示例
#include <iostream>
#include <memory>
// 抽象组件类
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：添加日志功能
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] 操作执行完成\n";
}
};
// 具体装饰器B：添加权限检查
class AuthDecorator : public Decorator {
public:
using Decorator::Decorator;
void operation() const override {
std::cout << "[权限] 正在检查用户权限...\n";
// 假设检查通过
std::cout << "[权限] 权限验证通过\n";
Decorator::operation();
}
};
使用方式与效果演示
通过组合不同装饰器，可以灵活扩展功能：
int main() {
// 创建基础对象
auto component = std::make_shared<ConcreteComponent>();
// 添加日志装饰
auto logged = std::make_shared<LoggingDecorator>(component);
// 再添加权限装饰
auto secured = std::make_shared<AuthDecorator>(logged);
// 执行操作（层层调用）
secured->operation();
return 0;
}
输出结果为：
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
[权限] 正在检查用户权限...[权限] 权限验证通过
[日志] 开始执行操作
基础功能执行
[日志] 操作执行完成
适用场景与注意事项
这种模式适合以下情况：
- 需要在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式扩展单个对象的功能
- 避免使用继承导致的类爆炸问题
- 当不能采用子类扩展时，提供比继承更灵活的替代方案
注意点：
- 装饰器会增加程序复杂度，嵌套层次不宜过深
- 所有装饰器必须遵循相同的接口契约
- 合理管理对象生命周期，建议使用智能指针
