装饰器模式（Decorator Pattern）
装饰器模式（Decorator Pattern）
定义
装饰器模式是一种结构性设计模式，通过 动态组合对象 的方式，为对象添加额外功能，而无需修改原有类。
装饰器模式的核心思想
- 对象增强：在现有类的基础上动态添加功能，而不修改类的代码。
- 功能组合：通过多个装饰器的嵌套，可以灵活组合功能。
- 继承与组合：
- 继承是一种 静态扩展。
- 装饰器模式是一种 动态扩展。
类结构
装饰器模式的类结构包含以下几部分：
-
抽象组件（Component）：
- 定义接口，声明核心功能方法。
- 所有被装饰类和装饰器类都必须实现此接口。
-
具体组件（ConcreteComponent）：
- 实现抽象组件的接口，定义基本功能。
-
装饰器基类（Decorator）：
- 实现抽象组件接口。
- 持有一个组件的引用（指针），并通过组合扩展功能。
-
具体装饰器类（ConcreteDecorator）：
- 从装饰器基类派生。
- 对原始功能进行增强。
装饰器模式与代理模式的区别
| 区别点 | 装饰器模式 | 代理模式 |
|---|---|---|
| 目的 | 增强类的功能 | 控制访问权限 |
| 实现的重点 | 功能扩展 | 权限控制 |
| 类的设计 | 装饰器类持有被装饰对象的指针 | 代理类持有被代理对象的指针 |
| 调用顺序 | 递归调用，逐层增强功能 | 代理类决定是否调用实际方法 |
应用场景
- 需要动态扩展功能：例如，添加日志、权限验证等。
- 功能可以被多次组合：如 GUI 控件系统中的多种视觉效果。
- 避免类爆炸：避免因子类过多导致复杂的继承体系。
优缺点
优点：
- 动态扩展对象功能，避免继承的静态绑定。
- 可以组合多个装饰器，灵活性高。
- 符合开闭原则。
缺点：
- 需要创建大量的小类，可能会增加系统复杂性。
- 调试较为复杂，特别是多个装饰器嵌套时。
代码实现
需求：以汽车为例，实现动态添加 定速巡航、自动刹车 和 车道偏离预警 三种功能。
完整代码
#include <iostream>
#include <string>
// 抽象组件
class Car {
public:
virtual void show() = 0; // 显示汽车配置
virtual ~Car() = default;
};
// 具体组件：宝马
class BMW : public Car {
public:
void show() override {
std::cout << "This is a BMW car with basic configuration.\n";
}
};
// 具体组件：奥迪
class Audi : public Car {
public:
void show() override {
std::cout << "This is an Audi car with basic configuration.\n";
}
};
// 具体组件：奔驰
class Benz : public Car {
public:
void show() override {
std::cout << "This is a Benz car with basic configuration.\n";
}
};
// 抽象装饰器
class CarDecorator : public Car {
protected:
Car* car; // 持有被装饰的对象
public:
CarDecorator(Car* c) : car(c) {}
void show() override {
car->show(); // 调用被装饰对象的 show 方法
}
virtual ~CarDecorator() {
delete car;
}
};
// 具体装饰器 1：定速巡航
class CruiseControl : public CarDecorator {
public:
CruiseControl(Car* c) : CarDecorator(c) {}
void show() override {
CarDecorator::show();
std::cout << " + Added feature: Cruise Control.\n";
}
};
// 具体装饰器 2：自动刹车
class AutomaticBraking : public CarDecorator {
public:
AutomaticBraking(Car* c) : CarDecorator(c) {}
void show() override {
CarDecorator::show();
std::cout << " + Added feature: Automatic Braking.\n";
}
};
// 具体装饰器 3：车道偏离预警
class LaneDepartureWarning : public CarDecorator {
public:
LaneDepartureWarning(Car* c) : CarDecorator(c) {}
void show() override {
CarDecorator::show();
std::cout << " + Added feature: Lane Departure Warning.\n";
}
};
// 主函数
int main() {
// 创建一个基础 BMW 对象
Car* bmw = new BMW();
// 给 BMW 添加定速巡航功能
bmw = new CruiseControl(bmw);
// 再添加自动刹车功能
bmw = new AutomaticBraking(bmw);
// 最后添加车道偏离预警功能
bmw = new LaneDepartureWarning(bmw);
// 显示 BMW 的完整配置
bmw->show();
// 释放内存
delete bmw;
return 0;
}
输出结果
This is a BMW car with basic configuration.
+ Added feature: Cruise Control.
+ Added feature: Automatic Braking.
+ Added feature: Lane Departure Warning.
代码解析
-
抽象组件
Car：- 提供统一的接口，定义所有汽车共有的功能。
-
具体组件：
- 例如
BMW、Audi和Benz，实现基本功能。
- 例如
-
抽象装饰器
CarDecorator：- 持有一个
Car指针，用于动态装饰功能。
- 持有一个
-
具体装饰器：
- 每个具体装饰器类实现独特的功能，如
CruiseControl、AutomaticBraking。
- 每个具体装饰器类实现独特的功能，如
-
动态组合：
- 将多个装饰器嵌套在一起，实现功能的动态组合。
总结
- 装饰器模式使得对象功能扩展变得灵活，避免了继承的复杂性。
- 通过组合的方式，可以动态添加功能，减少子类数量，降低维护成本。
- 在实际开发中，装饰器模式非常适合需要动态扩展功能的场景，如 GUI 开发、日志记录、权限验证等。
原文地址：https://blog.csdn.net/FHKHH/article/details/144276530
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