【第12节】C++设计模式(结构型模式)-Proxy(代理)模式

一、问题背景

使用 Proxy 模式优化对象访问

在某些情况下,直接访问对象可能会导致性能问题或安全性问题。Proxy 模式(代理模式)通过引入一个代理对象来控制对原始对象的访问,从而解决这些问题。以下是几种典型的应用场景:

(1)虚代理(Virtual Proxy): 当创建对象的开销较大时(例如加载一幅大图片),可以将创建过程交给代理对象来完成。代理对象在实际需要时才会创建真实对象,从而延迟对象的创建。

(2)远程代理(Remote Proxy): 当需要操作网络上的对象时(尤其是在网络性能较差的情况下),可以通过代理对象来操作远程对象。代理对象负责处理网络通信细节,客户端无需关心。

(3)保护代理(Protection Proxy): 当需要对对象的访问进行控制时(例如在论坛系统中,管理员和普通用户的操作权限不同),可以通过代理对象来实现权限控制。

**(4)智能指针(Smart Pointer):**智能指针是一种特殊的代理,用于管理动态内存的分配和释放。关于智能指针的更多内容,可以参考 Andrew Koenig 的《C++ 沉思录》第 5 章。

二、Proxy 模式简介

Proxy 模式是一种结构型设计模式,它通过引入一个代理对象来控制对原始对象的访问。代理对象与原始对象实现相同的接口,客户端通过代理对象间接访问原始对象。Proxy 模式的核心思想是将客户端与原始对象解耦,从而在不改变客户端代码的情况下增强或控制对原始对象的访问。

Proxy 模式的优点

(1)延迟加载:通过虚代理,可以延迟对象的创建,直到真正需要时才创建对象。

(2)远程访问:通过远程代理,可以简化客户端对远程对象的访问。

(3)访问控制:通过保护代理,可以实现对对象的访问控制。

(4)解耦:代理模式将客户端与原始对象解耦,使得客户端无需关心原始对象的具体实现。

三、代码实现

Proxy 模式的核心思想非常简单:通过引入一个代理对象来间接访问目标对象,从而在不修改目标对象的情况下,增加额外的功能或控制逻辑。以下是一个简单的 Proxy 模式实现示例,使用 C++ 编写。

代码结构

(1)Subject 类:定义了真实对象和代理对象的共同接口。

(2)ConcreteSubject 类:实现了 `Subject` 接口,是真实的对象。

(3)Proxy 类:实现了 `Subject` 接口,并持有一个 `ConcreteSubject` 对象的引用,控制对 `ConcreteSubject` 的访问。

完整代码

cpp 复制代码
// Proxy.h
#ifndef _PROXY_H_
#define _PROXY_H_

// Subject 类:定义真实对象和代理对象的共同接口
class Subject {
public:
    virtual ~Subject() {}
    virtual void Request() = 0; // 请求接口
protected:
    Subject() {}
};

// ConcreteSubject 类:实现 Subject 接口,是真实的对象
class ConcreteSubject : public Subject {
public:
    ConcreteSubject() {}
    ~ConcreteSubject() {}
    void Request() override; // 实现请求接口
};

// Proxy 类:实现 Subject 接口,并持有一个 ConcreteSubject 对象的引用
class Proxy : public Subject {
public:
    Proxy();
    Proxy(Subject* sub); // 构造函数,传入真实对象
    ~Proxy();
    void Request() override; // 实现请求接口
private:
    Subject* _sub; // 持有的真实对象
};

#endif //~_PROXY_H_
cpp 复制代码
// Proxy.cpp
#include "Proxy.h"
#include <iostream>
using namespace std;

// ConcreteSubject 的实现
void ConcreteSubject::Request() {
    cout << "ConcreteSubject::Request() called." << endl;
}

// Proxy 的实现
Proxy::Proxy() : _sub(nullptr) {}

Proxy::Proxy(Subject* sub) : _sub(sub) {}

Proxy::~Proxy() {
    delete _sub; // 释放真实对象
}

void Proxy::Request() {
    cout << "Proxy::Request() called." << endl;
    if (_sub) {
        _sub->Request(); // 调用真实对象的请求接口
    }
}
cpp 复制代码
// main.cpp
#include "Proxy.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[]) {
    Subject* sub = new ConcreteSubject(); // 创建真实对象
    Proxy* p = new Proxy(sub); // 创建代理对象,并传入真实对象
    p->Request(); // 通过代理对象调用请求接口
    delete p; // 释放代理对象
    return 0;
}

代码说明

(1)Subject 类:定义了真实对象和代理对象的共同接口 `Request`。

(2)ConcreteSubject 类:实现了 `Request` 接口,是真实的对象。

(3)Proxy 类:实现了 `Request` 接口,并持有一个 `ConcreteSubject` 对象的引用。在 `Request` 方法中,代理对象可以在调用真实对象的 `Request` 方法前后执行一些额外的操作(例如权限检查、日志记录等)。

(4)客户端:在 `main` 函数中,客户端通过代理对象 `p` 调用 `Request` 方法,而无需直接与真实对象 `sub` 交互。

四、总结讨论

Proxy 模式的最大优点在于它实现了逻辑和实现的彻底解耦。通过引入代理对象,可以在不改变客户端代码的情况下增强或控制对原始对象的访问。例如:

(1)延迟加载:代理对象可以在真正需要时才创建真实对象,从而节省资源。

(2)远程访问:代理对象可以隐藏网络通信的细节,使客户端像访问本地对象一样访问远程对象。

(3)访问控制:代理对象可以在调用真实对象的方法之前进行权限检查,从而保护真实对象。

Proxy 模式通过引入代理对象来控制对原始对象的访问,从而解决了直接访问对象可能导致的性能问题、安全性问题等。它适用于需要延迟加载、远程访问、访问控制等场景。通过合理使用 Proxy 模式,可以有效地提高系统的灵活性和可维护性。

相关推荐
TechNomad39 分钟前
二、Visual Studio2022配置OpenGL环境
c++·opengl
杨校1 小时前
杨校老师课堂之备战信息学奥赛算法背包DP练习题汇总
c++·算法·信息学竞赛·dp算法
居然是阿宋1 小时前
Java/Kotlin 开发者如何快速入门 C++
java·c++·kotlin
weixin_468466852 小时前
C++、C#、python调用OpenCV进行图像处理耗时对比
c++·图像处理·python·opencv·c#·机器视觉·opencvsharp
ChoSeitaku2 小时前
NO.24十六届蓝桥杯备战|二维数组八道练习|杨辉三角|矩阵(C++)
c++·线性代数·矩阵
_GR2 小时前
2017年蓝桥杯第八届C&C++大学B组真题及代码
c++·职场和发展·蓝桥杯
commonbelive3 小时前
c语言、c++怎么将string类型数据转成int,怎么将int转成string
c语言·c++
showmeyourcode0.o3 小时前
QT——对象树
c++·qt
三天不学习3 小时前
23种设计模式之 【建造者模式】
设计模式·c#·建造者模式
Halsey Walker3 小时前
QT实现单个控制点在曲线上的贝塞尔曲线
c++·qt