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C++ 设计模式 - 代理模式:从认识到实践的实用指南

后端

代理模式:揭秘其本质与应用

什么是代理模式?

想象一下,你有一位私人助理,负责安排你的会议、处理邮件和管理你的日程。这位助理就是你的"代理人"。代理模式是一种设计模式,它允许一个对象(代理对象)代表另一个对象(目标对象),接收消息并根据需要转发给目标对象。

代理模式的分类

在 C++ 中,代理模式可分为两类:

静态代理 :在编译时创建,不可动态修改。通常使用继承或组合实现。

动态代理 :在运行时创建,可在运行时修改。使用接口和反射实现。

静态代理的 C++ 实现

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

class RealSubject : public Subject {
public:
  void Request() override {
    std::cout << "RealSubject: Handling request." << std::endl;
  }
};

class Proxy : public Subject {
private:
  RealSubject* real_subject_;

public:
  Proxy(RealSubject* real_subject) : real_subject_(real_subject) {}

  void Request() override {
    std::cout << "Proxy: Pre-processing request." << std::endl;
    real_subject_->Request();
    std::cout << "Proxy: Post-processing request." << std::endl;
  }
};

动态代理的 C++ 实现

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

class RealSubject : public Subject {
public:
  void Request() override {
    std::cout << "RealSubject: Handling request." << std::endl;
  }
};

class Proxy : public Subject {
private:
  Subject* subject_;

public:
  Proxy(Subject* subject) : subject_(subject) {}

  void Request() override {
    std::cout << "Proxy: Pre-processing request." << std::endl;
    subject_->Request();
    std::cout << "Proxy: Post-processing request." << std::endl;
  }
};

class DynamicProxyFactory {
public:
  static Subject* CreateProxy(Subject* subject) {
    return new Proxy(subject);
  }
};

代理模式的优势

  • 灵活性增强: 代理模式将客户端与目标对象解耦,使客户端代码更加灵活。
  • 安全性提高: 代理模式可对目标对象进行访问控制,增强系统安全性。
  • 代码简化: 代理模式为复杂对象提供简化的统一接口,使代码更简洁。

代理模式的局限

  • 性能降低: 代理模式增加了一层间接层,可能降低性能。
  • 复杂性增加: 代理模式可能会增加系统复杂性,使代码更难维护。

常见问题解答

  • 代理模式和装饰模式有何不同?
    代理模式提供对目标对象的代理,而装饰模式则动态地向对象添加功能。

  • 何时使用代理模式?
    当需要访问控制、远程调用或增加间接层时。

  • 静态代理和动态代理的优缺点?
    静态代理在编译时创建,速度更快但不可修改;动态代理在运行时创建,灵活但开销更大。

  • 代理模式的应用场景?
    分布式系统、远程方法调用、访问控制和虚拟代理。

  • 代理模式的替代方案?
    子类化、组合、委托和接口。

结论

代理模式是一种强大的设计模式,为对象提供简化的统一接口,同时提供对对象的访问控制和灵活性。它广泛应用于软件开发中,可设计出更加灵活、安全和易于维护的代码。通过理解代理模式的概念及其应用场景,您可以有效地利用这一模式来提升您的应用程序的性能和可维护性。