C++装饰器模式实现与实例解析

C++中装饰器模式通过抽象基类+具体装饰器+被装饰对象组合实现，统一接口、动态扩展职责；需定义Component接口、ConcreteComponent基础类、Decorator基类及ConcreteDecoratorA等具体装饰器。

在C++中实现装饰器模式，核心是通过组合而非继承来动态地为对象添加职责，避免类爆炸，同时保持接口统一。它不依赖语言原生的装饰器语法（如Python的@），而是靠抽象基类 + 具体装饰器类 + 被装饰对象的组合来完成。

定义统一的组件接口

所有被装饰的对象和装饰器都要实现同一个抽象接口，保证客户端可以透明使用：

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

实现具体组件（原始功能）

这是被装饰的基础对象，只提供最简功能：

// ConcreteComponent.h
class ConcreteComponent : public Component {
public:
    void operation() const override {
        std::cout << "ConcreteComponent: basic operation\n";
    }
};

编写抽象装饰器基类

它持有指向Component的指针（或智能指针），并转发调用，为扩展留出钩子：

// Decorator.h
class Decorator : public Component {
protected:
    std::unique_ptr component_;
public:
    explicit Decorator(std::unique_ptr comp)
        : component_(std::move(comp)) {}
    void operation() const override {
        component_->operation();
    }
};

实现具体装饰器（可叠加）

每个装饰器在调用父类操作前后增加自己的逻辑，支持链式组合：

// ConcreteDecoratorA.h
class ConcreteDecoratorA : public Decorator {
public:
    explicit ConcreteDecoratorA(std::unique_ptr comp)
        : Decorator(std::move(comp)) {}
    void operation() const override {
        std::cout << "ConcreteDecoratorA: before\n";
        Decorator::operation();
        std::cout << "ConcreteDecoratorA: after\n";
    }
};

// ConcreteDecoratorB.h
class ConcreteDecoratorB : public Decorator {
public:
    explicit ConcreteDecoratorB(std::unique_ptr comp)
        : Decorator(std::move(comp)) {}
    void operation() const override {
        std::cout << "ConcreteDecoratorB: before\n";
        Decorator::operation();
        std::cout << "ConcreteDecoratorB: after\n";
    }
};

客户端使用示例（动态组合）

无需修改原有类，运行时自由组装功能：

// main.cpp
int main() {
    auto comp = std::make_unique();
    auto decoratedA = std::make_unique(std::move(comp));
    auto decoratedAB = std::make_unique(std::move(decoratedA));

    decoratedAB->operation();
    // 输出顺序：
    // ConcreteDecoratorB: before
    // ConcreteDecoratorA: before
    // ConcreteComponent: basic operation
    // ConcreteDecoratorA: after
    // ConcreteDecoratorB: after
}

关键点：用智能指针管理生命周期，避免裸指针内存泄漏；装饰器构造时接收被装饰对象，形成“包装链”；所有装饰器都遵守同一接口，客户端无感知内部结构。不复杂但容易忽略。