装饰器模式（Decorator）

装饰器模式是一种结构型设计模式，用于动态地给对象添加额外的功能。装饰器模式通过将功能附加到对象而不是继承来实现扩展，使得在运行时可以灵活地扩展对象的行为，而无需修改对象的代码。

1. 装饰器模式的结构

装饰器模式包含以下几个主要组件：

Component（组件接口）: 定义了一个对象接口，可以给这些对象添加额外的功能。
ConcreteComponent（具体组件）: 实现了 Component 接口的实际对象。
Decorator（装饰器抽象类）: 维护一个 Component 对象的引用，并实现了 Component 接口。它的目的是为具体装饰器提供一个基础。
ConcreteDecorator（具体装饰器）: 扩展了 Decorator 类，增加了具体的功能。

2. Mermaid 关系图

以下是装饰器模式的类图，用 Mermaid 表示：

classDiagram
    class Component {
        + operation() : void
    }

    class ConcreteComponent {
        + operation() : void
    }

    class Decorator {
        + operation() : void
    }

    class ConcreteDecoratorA {
        + operation() : void
    }

    class ConcreteDecoratorB {
        + operation() : void
    }

    Component <|-- ConcreteComponent
    Component <|-- Decorator
    Decorator <|-- ConcreteDecoratorA
    Decorator <|-- ConcreteDecoratorB
    Decorator --> Component : "委托"

3. 装饰器模式的实现

Component 组件接口：

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

ConcreteComponent 具体组件类：

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

Decorator 装饰器抽象类：

class Decorator : public Component {
protected:
    Component* component;

public:
    Decorator(Component* comp) : component(comp) {}
    virtual ~Decorator() = default;

    void operation() const override {
        component->operation();
    }
};

ConcreteDecoratorA 具体装饰器A：

class ConcreteDecoratorA : public Decorator {
public:
    ConcreteDecoratorA(Component* comp) : Decorator(comp) {}

    void operation() const override {
        Decorator::operation();
        std::cout << "ConcreteDecoratorA additional operation\n";
    }
};

ConcreteDecoratorB 具体装饰器B：

class ConcreteDecoratorB : public Decorator {
public:
    ConcreteDecoratorB(Component* comp) : Decorator(comp) {}

    void operation() const override {
        Decorator::operation();
        std::cout << "ConcreteDecoratorB additional operation\n";
    }
};

4. 使用装饰器模式

在客户端代码中，通过组合多个装饰器来动态地给对象添加功能。示例：

int main() {
    Component* simple = new ConcreteComponent();
    Component* decoratedA = new ConcreteDecoratorA(simple);
    Component* decoratedB = new ConcreteDecoratorB(decoratedA);

    decoratedB->operation();

    delete decoratedB;
    delete decoratedA;
    delete simple;
    return 0;
}

5. 总结

装饰器模式通过将功能附加到对象而不是继承，使得在运行时可以灵活地扩展对象的行为。Mermaid 类图展示了组件、具体组件、装饰器抽象类、具体装饰器以及它们之间的关系，帮助理解模式的结构和实现。