引言

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它动态地为对象添加额外的职责，而无需修改原有对象的结构。通过创建装饰类来包裹原有的对象，并在装饰类中添加新功能，从而实现功能的灵活扩展和组合，保持了良好的代码结构和高内聚低耦合的原则。

应用场景

• 需要在运行时动态地为对象添加功能，这些功能可以自由组合。
• 有大量具有相似功能的对象，希望通过装饰的方式避免为每种组合创建新的子类。
• 当不能采用继承来扩展对象功能，因为这会导致类爆炸问题时。

使用技巧与注意事项

• 保持接口一致性：装饰器类必须与被装饰的原始类遵循相同的接口，以保证透明性。
• 多层次装饰：装饰器模式支持多重装饰，但要注意装饰层数过多可能会导致调试和理解上的困难。
• 谨慎使用：尽管装饰器模式提供了灵活性，但如果功能变化较少或不频繁，直接使用继承可能更简单直接。
• 性能考量：每增加一层装饰，都会带来一定的性能开销，特别是当装饰层数较多时。

C++代码示例

假设我们正在设计一个简单的文本编辑器，需要为文本字符串添加各种格式化功能（如加粗、斜体、下划线）。这是一个非常适合应用装饰器模式的场景。

#include <iostream>
#include <memory>// 抽象组件：文本接口
class TextComponent {
public:virtual ~TextComponent() {}virtual std::string format() const = 0;
};// 具体组件：原始文本
class PlainText : public TextComponent {
public:PlainText(const std::string& text) : text_(text) {}std::string format() const override { return text_; }private:std::string text_;
};// 抽象装饰器：为文本组件添加功能
class TextDecorator : public TextComponent {
public:explicit TextDecorator(TextComponent* textComponent) : textComponent_(textComponent) {}std::string format() const override { return textComponent_->format(); }protected:TextComponent* textComponent_;
};// 具体装饰器：加粗
class BoldDecorator : public TextDecorator {
public:explicit BoldDecorator(TextComponent* textComponent) : TextDecorator(textComponent) {}std::string format() const override {return "<b>" + textComponent_->format() + "</b>";}
};// 具体装饰器：斜体
class ItalicDecorator : public TextDecorator {
public:explicit ItalicDecorator(TextComponent* textComponent) : TextDecorator(textComponent) {}std::string format() const override {return "<i>" + textComponent_->format() + "</i>";}
};// 具体装饰器：下划线
class UnderlineDecorator : public TextDecorator {
public:explicit UnderlineDecorator(TextComponent* textComponent) : TextDecorator(textComponent) {}std::string format() const override {return "<u>" + textComponent_->format() + "</u>";}
};int main() {std::unique_ptr<TextComponent> plainText = std::make_unique<PlainText>("Hello, World!");std::unique_ptr<TextComponent> boldText = std::make_unique<BoldDecorator>(plainText.get());std::unique_ptr<TextComponent> italicBoldText = std::make_unique<ItalicDecorator>(boldText.get());std::cout << italicBoldText->format() << std::endl; // 输出: <i><b>Hello, World!</b></i>return 0;
}

在这个例子中，TextComponent是抽象组件接口，PlainText是具体组件，代表原始文本。TextDecorator是抽象装饰器类，提供了装饰的基础结构。BoldDecorator、ItalicDecorator和UnderlineDecorator是具体的装饰器类，分别负责添加加粗、斜体和下划线功能。通过组合这些装饰器，我们可以灵活地为文本添加多种格式，而无需修改原始文本类，展示了装饰器模式的强大灵活性和扩展性。