c++如何实现一个装饰器模式_c++结构型设计模式Decorator【实例】

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c++可通过 接口 抽象、类组合与智能 指针 委托 实现装饰器模式:定义统一 Component 接口,Concrete Component 实现基础功能,Decorator 基类持有并转发 Component 指针,Concrete Decorators 添加具体职责,运行时动态组合。

c++ 如何实现一个装饰器模式_c++ 结构型设计模式 Decorator【实例】

在 C++ 中没有 python 那样原生的 @decorator 语法,但可以通过类组合 + 接口抽象 + 指针 / 智能指针委托,完整实现装饰器模式(Decorator Pattern)——它属于结构型设计模式,核心是「动态地为 对象 添加职责,而不改变其原有结构」。

定义统一接口(Component)

所有被装饰对象和装饰器都要实现同一接口,保证可替换性:

class Coffee {public:     virtual ~Coffee() = default;     virtual std::string getDescription() const = 0;     virtual double getcost() const = 0;};

实现具体组件(Concrete Component)

基础对象,比如一杯普通咖啡:

class SimpleCoffee : public Coffee {public:     std::string getDescription() const override {return "Simple coffee";}     double getCost() const override {         return 2.0;} };

定义装饰器基类(Decorator)

关键:持有 Component 智能指针,并转发调用;自身也 继承 Component,支持层层嵌套:

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class CoffeeDecorator : public Coffee {protected:     std::unique_ptr<Coffee> coffee_;  public:     explicit CoffeeDecorator(std::unique_ptr<Coffee> coffee)         : coffee_(std::move(coffee)) {}      std::string getDescription() const override {return coffee_->getDescription();     }      double getCost() const override {         return coffee_->getCost();     } };

实现具体装饰器(Concrete Decorators)

每个装饰器只负责一项增强逻辑,例如加牛奶、加糖、加焦糖:

  • MilkDecorator:在描述后追加 ” + milk”,成本 +0.5
  • SugarDecorator:描述追加 ” + sugar”,成本 +0.2
  • CaramelDecorator:描述追加 ” + caramel”,成本 +0.8

以 MilkDecorator 为例:

class MilkDecorator : public CoffeeDecorator {public:     explicit MilkDecorator(std::unique_ptr<Coffee> coffee)         : CoffeeDecorator(std::move(coffee)) {}      std::string getDescription() const override {return CoffeeDecorator::getDescription() + " + milk";     }      double getCost() const override {         return CoffeeDecorator::getCost() + 0.5;     } };

组合使用(动态装配)

运行时自由组合,无需修改原有类:

auto coffee = std::make_unique<SimpleCoffee>(); coffee = std::make_unique<MilkDecorator>(std::move(coffee)); coffee = std::make_unique<SugarDecorator>(std::move(coffee)); coffee = std::make_unique<CaramelDecorator>(std::move(coffee));  std::cout << coffee->getDescription() << "n"; // Simple coffee + milk + sugar + caramel std::cout << "Cost: $" << coffee->getCost() << "n"; // 3.5

注意:用 std::unique_ptr 管理所有权,避免内存泄漏;也可用 std::shared_ptr 支持共享引用。

基本上就这些。装饰器模式在 C++ 中靠「接口抽象 + 组合委托 + 多态 调用」落地,重点是让装饰器和被装饰者类型一致,才能无缝嵌套。不复杂但容易忽略的是:必须统一接口、装饰器必须持有并转发原始对象、构造时用 move 语义提升效率。

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