怎样实现C++的代理模式虚拟代理与保护代理应用场景-C++-PHP中文网

怎样实现C++的代理模式虚拟代理与保护代理应用场景

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发布： 2025-07-17 08:39:03

原创

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代理模式的核心是通过替身控制对真实对象的访问，其目的是在不修改真实对象的前提下实现延迟加载、权限控制等额外逻辑。要实现代理模式，首先要定义共同接口subject，让realsubject和proxy都实现它；其次代理持有真实对象的引用，并在其方法中加入前置或后置处理逻辑；最后根据需求扩展虚拟代理或保护代理。虚拟代理侧重按需加载，适用于资源占用大的场景；保护代理则用于权限检查，确保系统安全。这种设计提升了系统的灵活性、可维护性与安全性。

怎样实现C++的代理模式虚拟代理与保护代理应用场景

C++中实现代理模式，本质上是在不直接接触真实对象的情况下，通过一个“替身”来控制对真实对象的访问。虚拟代理常用于延迟加载资源，优化性能，而保护代理则侧重于访问权限控制，确保系统安全。这两种代理模式各有侧重，但都旨在提供更灵活、更安全的面向对象设计。

要实现C++的代理模式，核心在于定义一个共同的接口（Subject），让真实对象（RealSubject）和代理对象（Proxy）都实现它。代理对象内部持有真实对象的引用，并在自己的方法中调用真实对象的方法，但在此之前或之后加入额外的逻辑。

一个典型的结构会是这样：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono> // For std::this_thread::sleep_for
#include <thread> // For std::this_thread

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

// 真实对象
class RealSubject : public Subject {
public:
    void request() override {
        // 真实对象执行核心业务逻辑
        // 比如：加载大型图片、执行耗时计算、访问敏感数据
        std::cout << "RealSubject: Handling request." << std::endl;
    }
};

// 代理对象基类（可以抽象出，也可以直接实现特定代理）
// 这里以一个通用的代理为例
class GeneralProxy : public Subject {
protected:
    RealSubject* realSubject; // 代理持有真实对象的引用

public:
    GeneralProxy() : realSubject(nullptr) {} // 默认构造，可能在需要时才创建RealSubject
    ~GeneralProxy() {
        delete realSubject; // 清理资源
    }

    // 代理的核心：在调用真实方法前后加入逻辑
    void request() override {
        // 这是通用代理的模板，具体代理会重写此方法
        if (!realSubject) {
            // 假设这里是虚拟代理的创建逻辑
            realSubject = new RealSubject();
            std::cout << "GeneralProxy: Creating RealSubject on demand." << std::endl;
        }
        // 在调用真实方法前可以做些什么
        std::cout << "GeneralProxy: Pre-processing request." << std::endl;
        realSubject->request();
        // 在调用真实方法后可以做些什么
        std::cout << "GeneralProxy: Post-processing request." << std::endl;
    }
};

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实际应用中，虚拟代理和保护代理会在此基础上增加特有的逻辑。例如，虚拟代理会在 request 首次调用时才创建 RealSubject 实例；保护代理则会在 request 调用前检查调用者的权限。

C++代理模式的核心理念是什么，为何我们应该考虑使用它？

代理模式，说白了，就是给一个对象找个“替身”。这个替身（Proxy）和原对象（RealSubject）实现同一个接口，所以客户端代码完全不知道自己打交道的是替身还是真身。这听起来有点像在玩“障眼法”，但它的价值可不小。

我个人觉得，代理模式最迷人的地方在于它提供了一种“间接性”的控制。我们不需要直接修改真实对象的代码，就能在它被访问时，或者访问它之后，插入各种额外的逻辑。这对于那些我们无法修改、不应该修改或者修改成本很高的第三方库、遗留系统中的类尤其有用。

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为什么要用它？想象一下，你有一个非常“重”的对象，比如加载一张几百兆的图片，或者从一个远程数据库拉取大量数据。你肯定不希望在程序启动时就把所有这些东西都加载进来，那样程序会慢得像蜗牛。这时候，代理就能派上用场了。它可以在你真正需要这些数据的时候，才去加载它们。这就是一种性能优化，一种延迟加载的策略。

再比如，你有一个核心的业务逻辑对象，但不是所有用户都能访问它的所有功能。有些功能只允许管理员操作，有些只允许普通用户查看。你当然可以在真实对象的方法里写一堆 if (user.role == ADMIN) 这样的判断，但那样会把真实对象的代码搞得一团糟，而且职责也不清晰。这时候，代理就可以在访问真实对象之前，先检查一下用户的权限。权限不够？直接拒绝访问，连真实对象一眼都看不到。这不就是一种优雅的访问控制吗？

所以，核心理念就是：通过引入一个中间层，在不改变原有接口的前提下，对真实对象的访问进行控制、增强或限制。它提供了一种解耦的方案，让我们可以把一些非核心的、横切的关注点（比如延迟加载、访问控制、日志记录、缓存等）从真实对象中剥离出来，保持真实对象的纯粹性，同时提升系统的灵活性和可维护性。在我看来，这是一种非常“面向对象”的思考方式，把职责划分得清清楚楚。