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C++如何实现装饰器模式在类中扩展功能

P粉602998670

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发布时间:2025-09-10 11:57:01

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来源于php中文网

原创

装饰器模式通过组合扩展对象功能,避免继承导致的类膨胀。定义Component接口,ConcreteComponent实现基础功能,Decorator继承Component并持有一个Component指针,LoggingDecorator在调用原对象前后添加日志行为,实现动态增强。

c++如何实现装饰器模式在类中扩展功能

装饰器模式通过组合的方式动态扩展对象功能,避免使用继承带来的类爆炸问题。在C++中,可通过抽象基类和多层包装实现这一设计模式。

定义公共接口

所有被装饰对象和装饰器都需继承同一抽象接口,确保调用一致性。

class Component {
public:
    virtual ~Component() = default;
    virtual void operation() = 0;
};

实现具体组件

基础功能类实现接口,作为被装饰的原始对象。

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

编写装饰器基类

装饰器继承自Component,并持有Component指针,形成包装结构。

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class Decorator : public Component {
protected:
    Component* component;
public:
    explicit Decorator(Component* c) : component(c) {}
    virtual void operation() override {
        component->operation();
    }
};

添加具体装饰逻辑

子类重写operation,在调用原对象前后插入新行为。

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

class TimingDecorator : public Decorator { public: using Decorator::Decorator; void operation() override { auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now(); Decorator::operation(); auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now(); std::cout << "[性能] 耗时: " << std::chrono::duration_cast(end - start).count() << " 微秒\n"; } };

组合使用多个装饰器

按需叠加装饰器,实现功能灵活组合。

int main() {
    Component* comp = new ConcreteComponent();
    comp = new LoggingDecorator(comp);
    comp = new TimingDecorator(comp);
    comp->operation();
// 注意:实际中应使用智能指针管理内存
delete comp;
return 0;

}

这种方式允许在运行时动态添加功能,比如网络请求前加认证、数据处理后加缓存。关键是保持接口统一,让外部无法感知是否被装饰。基本上就这些,不复杂但容易忽略细节。

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