Decorator を C++ で

Decorator は、構造に関するパターンのひとつで、オブジェクトをデコレーターと呼ばれる特別なラッパー・オブジェクト内に配置することにより、新しい振る舞いを動的に追加できます。

対象のオブジェクトとデコレーターは同じインターフェースに従うため、デコレーターを使うと、オブジェクトを何重にも包み込むことができます。その結果として生成されるオブジェクトは、全部のラッパーの振る舞いを集積した振る舞いをします。

Decorator の詳細

複雑度：

人気度：

使用例： Decorator は、 C++ コードではかなり標準的で、特にストリームに関連するコードではよく使われます。

見つけ方： Decorator は、そのクラスと同じクラスまたはインターフェースのオブジェクトをパラメーターとして取る生成メソッドかコンストラクターの存在により識別できます。

概念的な例

この例は、 Decorator デザインパターンの構造を説明するためのものです。以下の質問に答えることを目的としています：

どういうクラスからできているか？
それぞれのクラスの役割は？
パターンの要素同士はどう関係しているのか？

main.cc: 概念的な例

/**
 * The base Component interface defines operations that can be altered by
 * decorators.
 */
class Component {
 public:
  virtual ~Component() {}
  virtual std::string Operation() const = 0;
};
/**
 * Concrete Components provide default implementations of the operations. There
 * might be several variations of these classes.
 */
class ConcreteComponent : public Component {
 public:
  std::string Operation() const override {
    return "ConcreteComponent";
  }
};
/**
 * The base Decorator class follows the same interface as the other components.
 * The primary purpose of this class is to define the wrapping interface for all
 * concrete decorators. The default implementation of the wrapping code might
 * include a field for storing a wrapped component and the means to initialize
 * it.
 */
class Decorator : public Component {
  /**
   * @var Component
   */
 protected:
  Component* component_;

 public:
  Decorator(Component* component) : component_(component) {
  }
  /**
   * The Decorator delegates all work to the wrapped component.
   */
  std::string Operation() const override {
    return this->component_->Operation();
  }
};
/**
 * Concrete Decorators call the wrapped object and alter its result in some way.
 */
class ConcreteDecoratorA : public Decorator {
  /**
   * Decorators may call parent implementation of the operation, instead of
   * calling the wrapped object directly. This approach simplifies extension of
   * decorator classes.
   */
 public:
  ConcreteDecoratorA(Component* component) : Decorator(component) {
  }
  std::string Operation() const override {
    return "ConcreteDecoratorA(" + Decorator::Operation() + ")";
  }
};
/**
 * Decorators can execute their behavior either before or after the call to a
 * wrapped object.
 */
class ConcreteDecoratorB : public Decorator {
 public:
  ConcreteDecoratorB(Component* component) : Decorator(component) {
  }

  std::string Operation() const override {
    return "ConcreteDecoratorB(" + Decorator::Operation() + ")";
  }
};
/**
 * The client code works with all objects using the Component interface. This
 * way it can stay independent of the concrete classes of components it works
 * with.
 */
void ClientCode(Component* component) {
  // ...
  std::cout << "RESULT: " << component->Operation();
  // ...
}

int main() {
  /**
   * This way the client code can support both simple components...
   */
  Component* simple = new ConcreteComponent;
  std::cout << "Client: I've got a simple component:\n";
  ClientCode(simple);
  std::cout << "\n\n";
  /**
   * ...as well as decorated ones.
   *
   * Note how decorators can wrap not only simple components but the other
   * decorators as well.
   */
  Component* decorator1 = new ConcreteDecoratorA(simple);
  Component* decorator2 = new ConcreteDecoratorB(decorator1);
  std::cout << "Client: Now I've got a decorated component:\n";
  ClientCode(decorator2);
  std::cout << "\n";

  delete simple;
  delete decorator1;
  delete decorator2;

  return 0;
}

Output.txt: 実行結果

Client: I've got a simple component:
RESULT: ConcreteComponent

Client: Now I've got a decorated component:
RESULT: ConcreteDecoratorB(ConcreteDecoratorA(ConcreteComponent))