設計模式實作系列（九）：Decorator 裝飾模式 - 動態為物件新增職責替代繼承

模式意圖

動態地給一個物件新增一些額外的職責。就增加功能來說，Decorator 模式相比生成子類更為靈活。

UML 結構圖

核心解析

• Component： 定義物件介面，可動態新增職責。
• ConcreteComponent： 被裝飾的核心物件。
• Decorator： 繼承 Component，持有 Component* 指標，實作 Operation() 時委派給被裝飾物件，並可在前後添加行為。
• ConcreteDecorator： 具體裝飾類別，實作 AddedBehavior()。
• 關鍵： 裝飾物與被裝飾物共享介面，可多層疊加（如 new DecoratorB(new DecoratorA(new Component))）。

C++ 完整實作

1. Decorator.h

#ifndef DECORATOR_H
#define DECORATOR_H

class Component {
public:
    Component() {}
    virtual ~Component() {}
    virtual void Operation() = 0;
};

class Decorator : public Component {
public:
    Decorator(Component* pComponent) : m_pComponent(pComponent) {}
    virtual ~Decorator();
protected:
    Component* m_pComponent;
};

class ConcreteComponent : public Component {
public:
    ConcreteComponent() {}
    virtual ~ConcreteComponent() {}
    virtual void Operation();
};

class ConcreteDecorator : public Decorator {
public:
    ConcreteDecorator(Component* pComponent) : Decorator(pComponent) {}
    virtual ~ConcreteDecorator() {}
    virtual void Operation();
private:
    void AddedBehavior();
};

#endif

2. Decorator.cpp

#include "Decorator.h"
#include <iostream>

Decorator::~Decorator() { delete m_pComponent; m_pComponent = nullptr; }

void ConcreteComponent::Operation() {
    std::cout << "Operation of ConcreteComponent\n";
}

void ConcreteDecorator::Operation() {
    m_pComponent->Operation(); // 委派核心行為
    AddedBehavior();           // 新增職責
}

void ConcreteDecorator::AddedBehavior() {
    std::cout << "AddedBehavior of ConcreteDecorator\n";
}

3. Main.cpp

#include "Decorator.h"
#include <cstdlib>

int main() {
    Component* pComponent = new ConcreteComponent();
    Decorator* pDecorator = new ConcreteDecorator(pComponent); // 動態裝飾
    pDecorator->Operation();
    delete pDecorator;
    return 0;
}

裝飾 vs 繼承 vs 策略

現代 C++ 與實務

• IO 流庫（std::ostream 裝飾 std::ofstream/std::ostringstream）。
• Java I/O、.NET Stream 皆大量使用裝飾模式。
• C++ 可用 std::function 組合裝飾器鏈（如 HTTP 中介軟體）。

適用場景

• GUI 視窗加滾動條/邊框/陰影。
• 資料流壓縮/加密/緩衝層層包裹。
• 日誌記錄、效能計時、交易邊界（AOP 切面）透明植入。