【C++设计模式之代理模式：结构型】分析及示例

简介

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它提供了一个代理对象，代理对象可以控制对真实对象的访问。

描述

代理模式通过引入一个代理对象来控制对真实对象的访问。代理对象和真实对象实现相同的接口，使得客户端可以透明地使用代理对象，无需知道真实对象的存在。

原理

代理模式的核心思想是在客户端和真实对象之间引入一个代理对象，通过代理对象来控制对真实对象的访问。代理对象可以在客户端访问真实对象之前或之后执行额外的操作。

类图

TargetObject：表示目标对象也就是被代理的对象。
ProxyObject：代表的是代理对象。
Client：代表客户端，使用代理对象的类。

示例

假设有一个网络下载器的接口（Downloader），其中包含一个下载文件的方法（download）。
然后，创建一个真实的网络下载器类（RealDownloader），它实现了下载文件的方法。
接着，创建一个下载器代理类（DownloaderProxy），它也实现了下载文件的方法，并在下载文件之前和之后执行额外的操作。

C++示例代码如下：

// 下载器接口
class Downloader {
public:
    virtual void download(const string& url) = 0;
};

// 真实的网络下载器类
class RealDownloader : public Downloader {
public:
    void download(const string& url) override {
        cout << "Downloading file from: " << url << endl;
        // 实际的下载逻辑
        cout << "File downloaded from: " << url << endl;
    }
};

// 下载器代理类
class DownloaderProxy : public Downloader {
private:
    Downloader* downloader;

public:
    DownloaderProxy() {
        downloader = new RealDownloader();
    }

    ~DownloaderProxy() {
        delete downloader;
    }

    void download(const string& url) override {
        cout << "Performing some pre-download operations..." << endl;
        downloader->download(url);
        cout << "Performing some post-download operations..." << endl;
    }
};

// 使用示例
int main() {
    Downloader* downloader = new DownloaderProxy();
    downloader->download("http://example.com/file.txt");
    delete downloader;
	downloader = 0;
    return 0;
}

解释

在上述示例中，首先定义了下载器接口（Downloader），其中包含一个下载文件的方法。
接着，创建了真实的网络下载器类（RealDownloader），它实现了下载文件的方法，并在方法中输出下载的相关信息。
然后，创建了下载器代理类（DownloaderProxy），它也实现了下载文件的方法，并在下载之前和之后执行一些额外的操作。

在示例中，通过创建一个下载器代理对象，实现了对真实下载器对象的控制。代理对象在执行下载文件的方法之前和之后分别输出了一些信息。

输出结果

Performing some pre-download operations...
Downloading file from: http://example.com/file.txt
File downloaded from: http://example.com/file.txt
Performing some post-download operations...

结论

代理模式通过引入代理对象，控制对真实对象的访问。这样可以在访问真实对象之前或之后执行额外的操作，增加了灵活性。

应用场景

代理模式适用于以下情况：
1.需要在访问一个对象时添加额外的操作，而不改变原始对象的结构时；
2. 当需要对真实对象进行封装，隐藏其内部细节时；
3. 当需要控制对真实对象的访问权限时。

代理模式可以应用于各种场景，如远程调用、安全验证、性能监控等。它可以使得客户端无需直接接触到真实对象，而是通过代理对象进行间接访问，提供了更好的控制和封装性。