c++怎么实现一个代理(Proxy)设计模式_c++代理模式实现与应用场景

代理模式通过代理类控制对真实对象的访问,实现延迟加载、权限控制等功能;代理与真实对象实现同一接口,调用者无感知。

c++怎么实现一个代理(proxy)设计模式_c++代理模式实现与应用场景

代理模式(Proxy Pattern)是一种结构型设计模式,它通过引入一个代理类来控制对真实对象的访问。在 C++ 中,代理模式常用于延迟初始化、权限控制、日志记录、远程调用等场景。代理类和真实对象实现相同的接口,这样调用者无法区分自己使用的是真实对象还是代理。

基本实现结构

要实现代理模式,需要定义一个公共接口,由真实对象和代理类共同实现。代理持有真实对象的指针或引用,在适当的时候转发请求。

// 公共接口

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

// 真实对象

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class RealSubject : public Subject {
public:
    void request() override {
        std::cout
    }
};

// 代理类

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

    void log_access() const {
        std::cout
    }

public:
    explicit Proxy(RealSubject* rs) : real_subject_(rs) {}

    ~Proxy() { delete real_subject_; }

    void request() override {
        if (real_subject_ == nullptr) {
            real_subject_ = new RealSubject();
        }
        log_access();
        real_subject_->request();
    }
};

使用示例:

int main() {
    Proxy proxy(nullptr);
    proxy.request(); // 输出:记录访问 + 真实处理
    return 0;
}

常见应用场景

代理模式在实际开发中用途广泛,以下是一些典型用法:

虚代理(Virtual Proxy):延迟创建开销大的对象,比如图像加载、数据库连接。代理在首次调用时才创建真实对象。保护代理(Protection Proxy):控制对敏感对象的访问权限。代理检查用户角色后再决定是否转发请求。远程代理(Remote Proxy):代表位于其他地址空间的对象(如网络服务),本地代理负责通信细节。智能指针(Smart Pointer):可看作一种代理,管理对象生命周期,附加引用计数、自动释放等功能。日志或监控代理:在方法调用前后插入日志、性能统计等逻辑,不侵入原有代码。

改进与注意事项

上述实现可以进一步优化:

使用智能指针(如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr)管理真实对象,避免内存泄漏。代理可缓存对象状态,减少重复操作。多线程环境下需考虑加锁,防止竞态条件。接口尽量保持简洁,避免代理过度复杂化。

例如,改用智能指针:

class Proxy {
private:
    std::unique_ptr real_subject_;

public:
    void request() override {
        if (!real_subject_) {
            real_subject_ = std::make_unique();
        }
        std::cout
        real_subject_->request();
    }
};

总结

代理模式通过中间层控制对象访问,提升程序的灵活性和安全性。C++ 实现中,关键在于共享接口和职责分离。合理使用代理,能有效解耦调用者与真实逻辑,便于扩展功能如懒加载、权限校验、监控等。基本上就这些。

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