装饰器模式的C实现示例
装饰器模式的C++实现示例
核心思想
装饰器设计模式是一种结构型设计模式，它允许动态地为对象添加额外的行为或职责，而无需修改其原始类。装饰器模式通过创建一个装饰器类来包装原始对象，并在保持原始对象接口一致性的前提下，扩展其功能。
装饰器模式的核心在于：
动态扩展功能：在不改变原始对象的情况下，通过装饰器为其添加新的行为。
组合优于继承：装饰器模式通过组合的方式扩展功能，避免了继承带来的类层次结构复杂化。
使用场景
动态添加功能：当需要为对象动态地添加功能，并且这些功能可以组合使用时。
避免子类膨胀：当使用继承会导致子类数量爆炸时，装饰器模式提供了一种更灵活的替代方案。
扩展第三方库：当无法修改第三方库的代码，但需要为其添加额外功能时。
优点
灵活性：可以动态地为对象添加或移除功能。
遵循开闭原则：无需修改原始类，即可扩展其功能。
避免继承的缺点：通过组合实现功能扩展，避免了继承带来的类层次结构复杂化。
缺点
复杂性：装饰器模式会引入大量小类，增加了代码的复杂性。
调试困难：由于装饰器是层层包装的，调试时可能难以追踪到具体的行为。
示例代码
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
// 抽象组件：定义文本接口
class Text {
public:
virtual ~Text() = default;
virtual std::string render() const = 0;
};
// 具体组件：实现基本的文本
class PlainText : public Text {
private:
std::string content;
public:
explicit PlainText(const std::string& content) : content(content) {}
std::string render() const override {
return content;
}
};
// 抽象装饰器：继承自 Text，并包含一个 Text 对象的指针
class TextDecorator : public Text {
protected:
std::shared_ptr<Text> text;
public:
explicit TextDecorator(std::shared_ptr<Text> text) : text(std::move(text)) {}
std::string render() const override {
return text->render();
}
};
// 具体装饰器：为文本添加加粗格式
class BoldText : public TextDecorator {
public:
explicit BoldText(std::shared_ptr<Text> text) : TextDecorator(std::move(text)) {}
std::string render() const override {
return "<b>" + text->render() + "</b>";
}
};
// 具体装饰器：为文本添加斜体格式
class ItalicText : public TextDecorator {
public:
explicit ItalicText(std::shared_ptr<Text> text) : TextDecorator(std::move(text)) {}
std::string render() const override {
return "<i>" + text->render() + "</i>";
}
};
// 具体装饰器：为文本添加下划线格式
class UnderlineText : public TextDecorator {
public:
explicit UnderlineText(std::shared_ptr<Text> text) : TextDecorator(std::move(text)) {}
std::string render() const override {
return "<u>" + text->render() + "</u>";
}
};
int main() {
// 创建原始文本
std::shared_ptr<Text> text = std::make_shared<PlainText>("Hello, World!");
std::cout << text->render() << std::endl;
// 动态添加装饰器
text = std::make_shared<BoldText>(text);
std::cout << text->render() << std::endl;
text = std::make_shared<ItalicText>(text);
std::cout << text->render() << std::endl;
text = std::make_shared<UnderlineText>(text);
std::cout << text->render() << std::endl;
return 0;
}输出结果
Hello, World!
<b>Hello, World!</b>
<i><b>Hello, World!</b></i>
<u><i><b>Hello, World!</b></i></u>代码解析
Text 类 ：
抽象组件，定义了文本的接口 render()。
PlainText 类 ：
具体组件，实现了基本的文本渲染。
TextDecorator 类 ：
抽象装饰器，继承自 Text，并包含一个 Text 对象的指针。
提供了默认的 render() 实现，直接调用被装饰对象的 render() 方法。
BoldText、ItalicText、UnderlineText 类 ：
具体装饰器，继承自 TextDecorator，重写了 render() 方法，为文本添加额外的格式。
main 函数 ：
创建了一个原始文本对象 PlainText。
通过装饰器动态地为文本添加加粗、斜体和下划线格式。
最终渲染文本并输出结果。
装饰器模式通过动态地为对象添加额外的行为，提供了一种灵活的功能扩展方式。它避免了继承带来的类层次结构复杂化，同时遵循了开闭原则。在 C++ 中，可以通过组合和继承机制轻松实现装饰器模式。