C++怎么实现一个代理设计模式_C++结构型模式与Proxy Pattern应用-C++-PHP中文网

C++怎么实现一个代理设计模式_C++结构型模式与Proxy Pattern应用

尼克

发布： 2025-12-18 17:58:02

原创

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代理模式通过引入代理类实现对真实对象的间接访问，控制其调用时机或权限。示例中ProxyImage在display时才加载RealImage，实现延迟初始化；不同代理类型包括远程、保护、日志代理等，C++中还可结合智能指针增强资源管理，符合开闭原则，适用于延迟加载、权限控制、远程调用等场景。

c++怎么实现一个代理设计模式_c++结构型模式与proxy pattern应用

代理模式（Proxy Pattern）是C++中常用的结构型设计模式之一，它为其他对象提供一种间接访问方式，以控制对原对象的访问。这种模式在需要延迟加载、权限控制、日志记录或远程调用等场景中非常有用。

代理模式的基本结构

代理模式的核心在于引入一个代理类，该类与真实对象实现相同的接口，从而可以在不改变客户端代码的前提下，插入额外逻辑。

主要角色包括：

Subject（抽象主题）：定义真实对象和代理对象的公共接口。
RealSubject（真实主题）：真正执行业务逻辑的对象。
Proxy（代理类）：持有对真实对象的引用，控制对其的访问。

以下是一个简单的C++实现示例：

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#include <iostream>
#include <memory>

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

// 真实对象
class RealImage : public Image {
private:
    std::string filename;

    void loadFromDisk() {
        std::cout << "Loading image: " << filename << "\n";
    }

public:
    explicit RealImage(const std::string& file) : filename(file) {
        loadFromDisk();
    }

    void display() override {
        std::cout << "Displaying image: " << filename << "\n";
    }
};

// 代理对象
class ProxyImage : public Image {
private:
    std::string filename;
    std::unique_ptr<RealImage> realImage;

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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使用代理实现延迟加载

上面的例子展示了虚拟代理的一种典型应用——延迟初始化。图片只有在真正需要显示时才被加载，节省了初始资源开销。

客户端代码无需关心是否通过代理访问：

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技术上面应用了三层结构，AJAX框架，URL重写等基础的开发。并用了动软的代码生成器及数据访问类，加进了一些自己用到的小功能，算是整理了一些自己的操作类。系统设计上面说不出用什么模式，大体设计是后台分两级分类，设置好一级之后，再设置二级并选择栏目类型，如内容，列表，上传文件，新窗口等。这样就可以生成无限多个二级分类，也就是网站栏目。对于扩展性来说，如果有新的需求可以直接加一个栏目类型并新加功能操作

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int main() {
    // 创建代理，此时并未加载图像
    ProxyImage img("photo.jpg");

    // 其他操作...
    
    // 第一次调用 display 才会触发加载
    img.display();  // 输出：Loading image: photo.jpg \n Displaying image: photo.jpg

    // 再次调用，直接使用已加载的对象
    img.display();  // 输出：Displaying image: photo.jpg

    return 0;
}

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不同类型的代理模式应用

根据用途，代理模式可分为多种类型，C++中均可通过类似结构实现：

远程代理：代表位于远程地址空间的对象，如网络服务桩（stub）。
保护代理：控制对敏感对象的访问权限，可在调用前检查用户身份。
智能指针作为代理：例如 shared_ptr 或 unique_ptr，它们代理了原始指针，并添加引用计数、自动释放等功能。
日志代理：在方法调用前后记录日志信息。

比如实现一个简单的保护代理：

class ProtectedImage : public Image {
private:
    std::unique_ptr<RealImage> realImage;
    bool hasPermission;

public:
    ProtectedImage(const std::string& file, bool perm)
        : realImage(std::make_unique<RealImage>(file)), hasPermission(perm) {}

    void display() override {
        if (hasPermission) {
            realImage->display();
        } else {
            std::cout << "Access denied!\n";
        }
    }
};

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