设计模式之代理模式

本文详细介绍了代理模式的概念、作用、实现原理及其应用场景。包括远程代理、虚拟代理和缓冲代理等不同类型的特点与优缺点,并通过C++代码示例展示了如何实现一个简单的代理模式。

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代理模式:给某一个对象提供一个代理或占位符,并由代理对象来控制对原对象的访问

作用:通过引入代理对象的方式来间接访问目标对象

实现原理:虚函数继承多态,关联关系

代理模式包含如下三个角色:

       (1) Subject(抽象主题角色):它声明了真实主题和代理主题的共同接口,这样一来在任何使用真实主题的地方都可以使用代理主题,客户端通常需要针对抽象主题角色进行编程。

       (2) Proxy(代理主题角色):它包含了对真实主题的引用,从而可以在任何时候操作真实主题对象;在代理主题角色中提供一个与真实主题角色相同的接口,以便在任何时候都可以替代真实主题;代理主题角色还可以控制对真实主题的使用,负责在需要的时候创建和删除真实主题对象,并对真实主题对象的使用加以约束。通常,在代理主题角色中,客户端在调用所引用的真实主题操作之前或之后还需要执行其他操作,而不仅仅是单纯调用真实主题对象中的操作。

       (3) RealSubject(真实主题角色):它定义了代理角色所代表的真实对象,在真实主题角色中实现了真实的业务操作,客户端可以通过代理主题角色间接调用真实主题角色中定义的操作。

代理的分类:

  远程代理(Remote Proxy):是一种常用的代理模式,它使得客户端程序可以访问在远程主机上的对象,远程主机可能具有更好的计算性能与处理速度,可以快速响应并处理客户端的请求。

 虚拟代理(Virtual Proxy):也是一种常用的代理模式,对于一些占用系统资源较多或者加载时间较长的对象,可以给这些对象提供一个虚拟代理。一般用于在耗时或耗资源的情况下,如通常在实现时可以结合多线程技术,一个线程用于显示代理对象,其他线程用于加载真实对象。

  缓冲代理(Cache Proxy)也是一种较为常用的代理模式,它为某一个操作的结果提供临时的缓存存储空间,以便在后续使用中能够共享这些结果,从而可以避免某些方法的重复执行,优化系统性能。

优点

       (1) 能够协调调用者和被调用者,在一定程度上降低了系统的耦合度。

       (2) 客户端可以针对抽象主题角色进行编程,增加和更换代理类无须修改源代码,符合开闭原则,系统具有较好的灵活性和可扩展性。

缺点:

       (1) 由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象,因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢,例如保护代理。

       (2) 实现代理模式需要额外的工作,而且有些代理模式的实现过程较为复杂,例如远程代理。

模式适用场景
       代理模式的类型较多,不同类型的代理模式有不同的优缺点,它们应用于不同的场合:

       (1) 当客户端对象需要访问远程主机中的对象时可以使用远程代理。

       (2) 当需要用一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象,从而降低系统开销、缩短运行时间时可以使用虚拟代理,例如一个对象需要很长时间才能完成加载时。

       (3) 当需要为某一个被频繁访问的操作结果提供一个临时存储空间,以供多个客户端共享访问这些结果时可以使用缓冲代理。通过使用缓冲代理,系统无须在客户端每一次访问时都重新执行操作,只需直接从临时缓冲区获取操作结果即可。

       (4) 当需要控制对一个对象的访问,为不同用户提供不同级别的访问权限时可以使用保护代理。

       (5) 当需要为一个对象的访问(引用)提供一些额外的操作时可以使用智能引用代理。

c++例子

//代理模式

#pragma once
#include <string>
using namespace std;


class Image
{
public:
	Image(string name);
	virtual ~Image() {}
	virtual void Show() = 0;
protected:
	string m_imageName;
};

class BigImage : public Image
{
public:
	using Image::Image;//使用using这样的方式,就不用单独对每个基类的构造函数进行初始化
	//BigImage(string name) :Image(name) {}
	~BigImage() {}
	void Show()override;
};

class BigImageProxy : public Image
{
private:
	BigImage *m_bigImage;
public:
	BigImageProxy(string name);
	virtual ~BigImageProxy();
	void Show() override;
};
#include "pch.h"
#include "ProxyPattern.h"

Image::Image(string name)
	:m_imageName(name)
{

}

void BigImage::Show()
{
	printf("Show big image : %s", m_imageName.c_str());
}

BigImageProxy::BigImageProxy(string name)
	: Image(name),
	m_bigImage(nullptr)
{
	m_bigImage = new BigImage(m_imageName);
}

BigImageProxy::~BigImageProxy()
{
	if (m_bigImage)
	{
		delete m_bigImage;
		m_bigImage = nullptr;
	}

}

void BigImageProxy::Show()
{
	if (m_bigImage == NULL)
		m_bigImage->Show();
}
void TestProxyPattern()
{
	Image *pImage = new BigImageProxy("proxy.jpg");
	if (pImage)
	{
		pImage->Show();
		delete pImage;
	}
}


 

代理模式是一种结构型设计模式,它提供一个代理对象来代表另一个对象。在代理模式中,有一个被称为实际对象(Subject)和一个被称为代理对象(Proxy)的中介,代理对象持有实际对象的引用,并且可以控制对实际对象的访问。代理模式的主要目的是在不修改原始对象的情况下,为原始对象添加额外的逻辑处理。 代理模式分为多种类型,如远程代理、虚拟代理、保护代理等,它们各自有不同的应用场景: - 远程代理:为远程对象提供一个本地代表。 - 虚拟代理:根据需要创建开销大的对象,通过虚拟代理控制访问这些对象的过程。 - 保护代理:控制对原始对象的访问权限,例如进行权限检查。 代理模式的优点包括: 1. 能够控制对真实对象的访问,并在访问前后添加额外的逻辑。 2. 可以通过代理对象实现延迟加载,即在实际需要时才创建真实对象。 3. 增强了对真实对象的封装,并且可以避免对真实对象的重复引用。 在C#中实现代理模式通常涉及以下步骤: 1. 定义一个接口或抽象类,声明真实对象和代理对象需要实现的方法。 2. 实现真实对象的类,按照接口或抽象类的要求实现具体方法。 3. 实现代理类,它同样实现接口或抽象类,并在方法中持有真实对象的引用,通过调用真实对象的方法来执行所需的操作,同时可以添加额外的逻辑。
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