设计模式 c++版(6)——代理模式

本文详细介绍了代理模式在C++中的应用,包括代理模式的定义、通用版示例、打游戏场景下的代理模式、游戏代练帮忙打怪的代理实现、代理模式的优点以及普通代理、强制代理和有个性的代理等扩展。通过代理模式,可以实现职责清晰、高扩展性和智能化的功能。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

定义:

为其他对象提供一种代理以控制这个对象的访问


示例一:代理模式(通用版)

1. 类图12-3

 

2. 类图说明:

Subject 抽象主题角色:
抽象主题类可以使抽象类也可以是接口,是一个最普通的业务类型定义,无特殊要求。
RealSubject 具体主题角色:
也叫被委托角色,被代理角色。它是业务逻辑的具体执行者。
Proxy 代理主题角色:
也叫委托类、代理类。它负责对真是角色的应用,把所有抽象主题类定义的方法限制委托给真实主题角色实现,并且在真是主题角色处理完毕前后做预处理和善后处理工作。

 

3. 代码清单12-3:

////////    **********  3. 通用代理模式,代码清单12-3:***************//
#include <QDebug>
#include <QDateTime>

class Subject
{
public:
    virtual void request() = 0;
};

class RealSubject:public Subject
{
public:
    virtual void request(){qDebug() << "RealSubject request";}
};

class Proxy:public Subject
{
public:
    Proxy()
    {
        this->m_subject = new Proxy();
    }
    Proxy(Subject *subject)
    {
        this->m_subject = subject;
    }
    Proxy(QObject *object){}
    virtual void request()
    {
        this->before();
        this->m_subject->request();
        this->after();
    }
private:
    void    before(){qDebug() << "do something before";}
    void    after(){qDebug() << "do something after"; }
    
    
private:
    Subject *m_subject;
};


int main()
{
    Subject *subject = new RealSubject;
    Proxy   *proxy   = new Proxy(subject);
    proxy->request();      
                
    return 0;
}

 

示例二:打游戏

1. 类图12-1

 

2. 代码清单12-1:

////////    **********  1.打游戏 ,12-1:***************//
#include <QDebug>
#include <QDateTime>

class IGamePlayer
{
public:
    virtual void    login(QString user, QString password) = 0;
    virtual void    killBoss()                            = 0;
    virtual void    upgrade()                             = 0;
};

class GamePlayer:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayer(QString name)
    {
        this->m_name = name;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        qDebug() << "user name:" << user << " password: " << password;
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        qDebug() << this->m_name << "kill Boss!";
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        qDebug() << this->m_name << "upgrade!";
    }

private:
    QString m_name;
    
};


int main()
{
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    QString time = QString::fromUtf8("HH:mm:ss.zzz");
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);
    player->login("Tom", "password");            
    player->killBoss();
    player->upgrade();
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);        
                
    return 0;
}


示例三:游戏代练帮忙打怪

1. 类图12-2

 

2. 代码清单12-2:


////////    **********  2.游戏代练帮忙打怪 ,12-2:***************//
#include <QDebug>
#include <QDateTime>

class IGamePlayer
{
public:
    virtual void    login(QString user, QString password) = 0;
    virtual void    killBoss()                            = 0;
    virtual void    upgrade()                             = 0;
};

class GamePlayer:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayer(QString name)
    {
        this->m_name = name;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        qDebug() << "user name:" << user << " password: " << password;
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        qDebug() << this->m_name << "kill Boss!";
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        qDebug() << this->m_name << "upgrade!";
    }

private:
    QString m_name;
    
};

class GamePlayerProxy:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayerProxy(IGamePlayer *player)
    {
        this->m_player = player;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        this->m_player->login(user, password);
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        this->m_player->killBoss();
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        this->m_player->upgrade();
    }

private:
    IGamePlayer *m_player;
};

int main()
{
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    IGamePlayer *proxy  = new GamePlayerProxy(player);
    QString time = QString::fromUtf8("HH:mm:ss.zzz");
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);
    proxy->login("Tom", "password");            
    proxy->killBoss();
    proxy->upgrade();
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);        
                
    return 0;
}


四、代理模式的应用

优点:

  •  职责清晰。真实的角色就是实现实际的业务逻辑,不用关心其他非本职责的事务,通过后期的代理完成一件事务,附带的结果就是编程简洁清晰。
  •  高扩展性。具体主题角色是随时都会发生变化的,只要它实现了接口,代理类就可以在不做任何修改的情况下使用。
  •  智能化。动态代理实现了智能化。


五、代理模式的扩展


4.1. 网络代理服务器分类:

透明代理和普通代理。透明代理是用户不用设置代理服务器地址,就可以直接访问,也就是说代理服务器对用户来说是透明的,不用知道它的存在的;普通代理则是需要用户自己设置代理服务器的IP地址,用户必须知道代理存在。设计模式中的代理与之类似。普通代理就是我们要知道代理的存在,也就是类似 GamePlayerProxy 这个类的存在,然后才能访问;强制代理则是调用者直接调用真实角色,而不用关心代理是否存在,其代理的产生是由真实角色决定的。

 

4.2. 普通代理

要求客户端只能访问代理角色,而不能访问真实角色。对上述例子做扩展,我自己作为一个游戏玩家,我自己不练级了,也就是使用时不能直接new 一个 GamePlayer 对象,它必须由 GamePlayerProxy 来进行模拟场景。

 

示例四:普通代理

①类图12-4

②. 类图说明:

仅仅修改了两个实现类的构造函数。GamePlayer 的构造函数增加了 gamePlayer 参数,而代理角色只要传入代理者名字即可,不需要说是替哪个对象做代理。在这种情况下,调用者只知道代理存在就可以,不用知道代理了谁,屏蔽了真实角色的变更对高层模块的影响,真实的主题角色想怎么改就怎么改,对高层模块没有任何影响,只要实现了接口所对应的方法。

 

③. 代码清单12-4:

////////    **********  4. 普通代理模式,代码清单12-4:***************//
#include <QDebug>
#include <QDateTime>

class IGamePlayer
{
public:
    virtual void    login(QString user, QString password) = 0;
    virtual void    killBoss()                            = 0;
    virtual void    upgrade()                             = 0;
};

class GamePlayer:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayer(IGamePlayer *gameplayer, QString name)
    {
        if (gameplayer != nullptr)
        {
            this->m_name = name;
        } 
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        qDebug() << "user name:" << user << " password: " << password;
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        qDebug() << this->m_name << "kill Boss!";
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        qDebug() << this->m_name << "upgrade!";
    }

private:
    QString m_name;
    
};

class GamePlayerProxy:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayerProxy(QString name)
    {
        this->m_player = new GamePlayer(m_player, name);
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        this->m_player->login(user, password);
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        this->m_player->killBoss();
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        this->m_player->upgrade();
    }

private:
    IGamePlayer *m_player;
};

int main()
{
    IGamePlayer *proxy  = new GamePlayerProxy("Tom");
    QString time = QString::fromUtf8("HH:mm:ss.zzz");
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);
    proxy->login("Tom", "password");            
    proxy->killBoss();
    proxy->upgrade();
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);        
                
    return 0;
}


4.3. 强制代理

要求必须通过真实角色查找到代理角色,否则不能访问。不论是否是通过代理类还是通过直接new一个主题角色类,都不能访问,只有通过真实角色指定的代理类才可以访问,也就是说由真实角色管理代理角色。也即,高层模块new了一个真实角色对象,返回的却是代理角色。


示例五:强制代理

①  类图12-5

 

②  类图说明:

在接口上增加了一个getProxy方法,真实角色GamePlayer可以指定一个自己的代理,除了代理外谁都不能访问。
增加了一个私有方法,检查是否是自己指定的代理,是指定的代理则允许访问,否则不允许访问。
代理角色可以再次被代理,查找代理的方法这里就返回了自己的实例。

访问一:
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    player->login("Tom", "password");            
    player->killBoss();
    player->upgrade();
无法访问,如果想直接访问是不可以的,需要通过代理来访问

访问二:
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    IGamePlayer *proxy  = new GamePlayerProxy(player);
    proxy->login("Tom", "password");            
    proxy->killBoss();
    proxy->upgrade();
无法访问,这个代理对象是我们自己new出来的,真实对象不认,不是真实对象指定的代理。

访问三:
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    IGamePlayer *proxy  = player->getProxy();
    proxy->login("Tom", "password");            
    proxy->killBoss();
    proxy->upgrade();
可以访问。强制代理的概念就是要从真实角色查找到代理角色,不允许直接访问真实角色。高层模块只要调用getProxy就可以访问真实角色的所有方法,他根本不需要产生一个代理出来,代理的管理由真实角色自己完成

 

③ 代码清单12-5:


////////    **********  5. 强制代理模式,代码清单12-5:***************//
#include <QDebug>
#include <QDateTime>

class IGamePlayer
{
public:
    virtual void    login(QString user, QString password) = 0;
    virtual void    killBoss()                            = 0;
    virtual void    upgrade()                             = 0;
    virtual IGamePlayer *getProxy()                       = 0;
};

class GamePlayerProxy:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayerProxy(IGamePlayer *gamePlayer)
    {
        this->m_player = gamePlayer;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        this->m_player->login(user, password);
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        this->m_player->killBoss();
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        this->m_player->upgrade();
    }
    virtual IGamePlayer *getProxy()
    {
        return this;
    }

private:
    IGamePlayer *m_player;
};

class GamePlayer:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayer(QString name)
    {
        this->m_proxy = nullptr;
        this->m_name = name;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        if (this->isProxy())
        {
            qDebug() << "user name:" << user << " password: " << password;
        }
        else
        {
            qDebug() << "Please find the proxy!";
        }
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        if (this->isProxy())
        {
            qDebug() << this->m_name << "kill Boss!";
        }
        else
        {
            qDebug() << "Please find the proxy!";
        }
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        if (this->isProxy())
        {
            qDebug() << this->m_name << "upgrade!";
        }
        else
        {
            qDebug() << "Please find the proxy!";
        } 
    }
    virtual IGamePlayer* getProxy()
    {
        this->m_proxy = new GamePlayerProxy(this);
        return this->m_proxy;
    }
private:
    bool    isProxy()
    {
        if (this->m_proxy == nullptr)
        {
            return false;
        }
        else
        {
            return true;
        }
    }

private:
    QString      m_name;
    IGamePlayer *m_proxy;
};



int main()
{
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    IGamePlayer *proxy  = player->getProxy();
    QString time = QString::fromUtf8("HH:mm:ss.zzz");
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);
    proxy->login("Tom", "password");            
    proxy->killBoss();
    proxy->upgrade();
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);        
                
    return 0;
}

 

4.4. 代理是有个性的

一个类可以实现多个接口,完成不同任务的整合。也就是说代理类不仅仅可以实现主体接口,也可以实现其他接口完成不同的任务,而且代理的目的是在目标对象方法的基础上做增强,这种增强的本质通常就是对目标对象的方法进行拦截和过滤。

 

示例六:代理的个性

① 类图12-6

 

② 代码清单12-6:

////////    **********  6. 代理类的个性,代码清单12-6:***************//
#include <QDebug>
#include <QDateTime>

class IProxy
{
public:
    virtual void count() = 0;
};

class IGamePlayer
{
public:
    virtual void    login(QString user, QString password) = 0;
    virtual void    killBoss()                            = 0;
    virtual void    upgrade()                             = 0;
    virtual IGamePlayer *getProxy()                       = 0;
};

class GamePlayerProxy:public IGamePlayer, public IProxy
{
public:
    GamePlayerProxy(IGamePlayer *gamePlayer)
    {
        this->m_player = gamePlayer;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        this->m_player->login(user, password);
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        this->m_player->killBoss();
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        this->m_player->upgrade();
        this->count();
    }
    virtual IGamePlayer *getProxy()
    {
        return this;
    }
    virtual void count(){qDebug() << "update count is : $150";}

private:
    IGamePlayer *m_player;
};

class GamePlayer:public IGamePlayer
{
public:
    GamePlayer(QString name)
    {
        this->m_proxy = nullptr;
        this->m_name = name;
    }
    virtual void    login(QString user, QString password)
    {
        if (this->isProxy())
        {
            qDebug() << "user name:" << user << " password: " << password;
        }
        else
        {
            qDebug() << "Please find the proxy!";
        }
    }
    virtual void    killBoss()
    {
        if (this->isProxy())
        {
            qDebug() << this->m_name << "kill Boss!";
        }
        else
        {
            qDebug() << "Please find the proxy!";
        }
    }
    virtual void    upgrade()
    {
        if (this->isProxy())
        {
            qDebug() << this->m_name << "upgrade!";
        }
        else
        {
            qDebug() << "Please find the proxy!";
        } 
    }
    virtual IGamePlayer* getProxy()
    {
        this->m_proxy = new GamePlayerProxy(this);
        return this->m_proxy;
    }
private:
    bool    isProxy()
    {
        if (this->m_proxy == nullptr)
        {
            return false;
        }
        else
        {
            return true;
        }
    }

private:
    QString      m_name;
    IGamePlayer *m_proxy;
};



int main()
{
    IGamePlayer *player = new GamePlayer("Tom");
    IGamePlayer *proxy  = player->getProxy();
    QString time = QString::fromUtf8("HH:mm:ss.zzz");
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);
    proxy->login("Tom", "password");            
    proxy->killBoss();
    proxy->upgrade();
    qDebug() << QDateTime::currentDateTime().toString(time);        
                
    return 0;
}

③ 代码说明

代理类可以为真实角色预处理消息、过滤消息、消息转发、时候处理消息等功能。一个代理类,可以代理多个真实角色,并且真实角色之间可以有耦合关系。

 


参考文献《秦小波. 设计模式之禅》(第2版) (华章原创精品). 机械工业出版社

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