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C++如何使用代理模式实现延迟加载

P粉602998670

发布： 2025-09-22 08:10:01

原创

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代理模式通过代理类延迟创建真实对象，节省资源。示例中ProxyImage在首次调用display时才初始化RealImage，实现懒加载，避免无用开销，适用于图像、文件等耗时场景。

c++如何使用代理模式实现延迟加载

在C++中，代理模式可以用来实现延迟加载（Lazy Loading），即在真正需要对象的时候才创建它。这种方式能节省资源，避免不必要的初始化开销。通过代理类控制对真实对象的访问，可以在第一次调用时才实例化目标对象。

代理模式与延迟加载的基本思路

代理模式的核心是用一个代理类来代替真实对象，对外提供相同的接口。代理类持有真实对象的指针，在首次需要执行操作时才创建真实对象，之后所有调用都转发给真实对象。

延迟加载的关键点：

真实对象在首次使用前不被创建
代理类负责判断是否已初始化真实对象
所有方法调用通过代理转发到真实对象

代码实现示例

下面是一个简单的图像加载场景：图像数据较大，我们希望在用户真正请求显示时才加载。

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#include <iostream>
#include <memory>

// 公共接口
class Image {
public:
    virtual ~Image() = default;
    virtual void display() = 0;
};

// 真实对象：高开销的图像加载
class RealImage : public Image {
    std::string filename;

public:
    explicit RealImage(const std::string& file) : filename(file) {
        loadFromDisk();  // 模拟耗时操作
    }

    void loadFromDisk() {
        std::cout << "正在加载图片: " << filename << "\n";
    }

    void display() override {
        std::cout << "显示图片: " << filename << "\n";
    }
};

// 代理类：支持延迟加载
class ProxyImage : public Image {
    std::string filename;
    mutable std::unique_ptr<RealImage> realImage;  // 延迟初始化

public:
    explicit ProxyImage(const std::string& file) : filename(file), realImage(nullptr) {}

    void display() override {
        if (!realImage) {
            realImage = std::make_unique<RealImage>(filename);
        }
        realImage->display();
    }
};

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使用方式与效果

客户端代码无需知道使用的是代理还是真实对象，接口完全一致。

int main() {
    ProxyImage image("photo.jpg");  // 此时并未加载图片

    // 其他逻辑...
    std::cout << "做一些其他事情\n";

    // 第一次调用display，触发加载
    image.display();  // 输出：正在加载图片 + 显示图片

    // 后续调用直接使用已创建的对象
    image.display();  // 只输出：显示图片

    return 0;
}

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运行结果会显示“正在加载图片”只出现一次，说明延迟加载生效。