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C++設(shè)計模式之代理模式

 更新時間：2014年10月08日 10:36:22   投稿：junjie  
這篇文章主要介紹了C++設(shè)計模式之代理模式,本文講解了什么是代理模式、代理模式的使用場合、代理模式的實(shí)現(xiàn)代碼等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

前言

青春總是那樣，逝去了才開始回味；大學(xué)生活也是在不經(jīng)意間就溜走了，現(xiàn)在上班的時候，偶爾還會懷念大學(xué)時，大家在一起玩游戲的時光。大學(xué)喜歡玩游戲，但是可悲的校園網(wǎng)，速度能把人逼瘋了；還好，后來搞了一個游戲代理，總算能勉勉強(qiáng)強(qiáng)的玩了兩年。時至今日，敲起鍵盤寫設(shè)計模式的時候，又想起了那些美好的時光。好了，這是一篇技術(shù)文章，而不是抒情懷舊的散文；思緒再回到這篇文章上來，游戲代理，是個什么東西，有了它就能讓我們玩游戲的延遲立馬下來了。今天，我并不會去總結(jié)游戲代理是如何實(shí)現(xiàn)的，重點(diǎn)是通過游戲代理這個例子來總結(jié)設(shè)計模式中的代理模式。

什么是代理模式？

在GOF的《設(shè)計模式:可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》一書中對代理模式是這樣說的：為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。結(jié)合上面的游戲代理的例子和下面的圖，我們來進(jìn)行分析一下。以前你是這樣玩游戲：

現(xiàn)在有了游戲代理，你是這樣玩游戲：

代理服務(wù)器干了什么？它代替你去和游戲服務(wù)器進(jìn)行交互。它訪問游戲服務(wù)器的速度比你使用校園網(wǎng)訪問游戲服務(wù)器的速度快很多。所以，你的游戲延遲就下來了。

代理模式分為四類：遠(yuǎn)程代理，虛代理，保護(hù)代理和智能引用。在下面使用場合會對這四種進(jìn)行分別介紹。

UML類圖

Proxy

1.保存一個引用使得代理可以訪問實(shí)體。若RealSubject和Subject的接口相同，Proxy會引用Subject，就相當(dāng)于在代理類中保存一個Subject指針，該指針會指向RealSubject；
2.提供一個與Subject的接口相同的接口，這樣代理就可以用來替代實(shí)體；
3.控制對實(shí)體的存取，并可能負(fù)責(zé)創(chuàng)建和刪除它；
4.其它功能依賴于代理的類型，例如：

遠(yuǎn)程代理負(fù)責(zé)對請求及其參數(shù)進(jìn)行編碼，并向不同地址空間中的實(shí)體發(fā)送已編碼的請求；
虛代理可以緩存實(shí)體的附加信息，以便延遲對它的訪問；
保護(hù)代理檢查調(diào)用者是否具有實(shí)現(xiàn)一個請求所必須的訪問權(quán)限。

Subject：定義RealSubject和Proxy的共用接口，這樣就在任何使用RealSubject的地方都可以使用Proxy；

RealSubject：定義Proxy所代理的實(shí)體。

使用場合

上面也總結(jié)了，代理模式分為遠(yuǎn)程代理，虛代理，保護(hù)代理和智能引用這四種，而分為這四種，就是對應(yīng)不同的使用場合的。

1.遠(yuǎn)程代理為一個對象在不同的地址空間提供局部代理；
2.虛代理根據(jù)需求創(chuàng)建開銷很大的對象；
3.保護(hù)代理控制原始對象的訪問；保護(hù)代理用于對象應(yīng)該有不同的訪問權(quán)限的時候；
4.智能引用取代了簡單的指針，它在訪問對象時執(zhí)行一些附加操作，它的典型用途包括：

對指向?qū)嶋H對象的引用計數(shù)，這樣當(dāng)該對象沒有引用時，可以自動釋放它；
當(dāng)?shù)谝淮我靡粋€持久對象時，將它裝入內(nèi)存；
在訪問一個實(shí)際對象前，檢查是否已經(jīng)鎖定了它，以確保其他對象不能改變它。

代碼實(shí)現(xiàn)

最簡單的實(shí)現(xiàn)，對上述UML類圖的直接代碼體現(xiàn)：

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define SAFE_DELETE(p) if (p) { delete p; p = NULL;}
 
class CSubject
{
public:
    CSubject(){};
    virtual ~CSubject(){}
 
    virtual void Request() = 0;
};
 
class CRealSubject : public CSubject
{
public:
    CRealSubject(){}
    ~CRealSubject(){}
 
    void Request()
    {
        cout<<"CRealSubject Request"<<endl;
    }
};
 
class CProxy : public CSubject
{
public:
    CProxy() : m_pRealSubject(NULL){}
    ~CProxy()
    {
        SAFE_DELETE(m_pRealSubject);
    }
 
    void Request()
    {
        if (NULL == m_pRealSubject)
        {
            m_pRealSubject = new CRealSubject();
        }
        cout<<"CProxy Request"<<endl;
        m_pRealSubject->Request();
    }
 
private:
    CRealSubject *m_pRealSubject;
};
 
int main()
{
    CSubject *pSubject = new CProxy();
    pSubject->Request();
    SAFE_DELETE(pSubject);
}

上面的實(shí)現(xiàn)，就是對代理模式的最原始體現(xiàn)，現(xiàn)在提供一個有血有肉的實(shí)際應(yīng)用級的體現(xiàn)：

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
 
#define SAFE_DELETE(p) if (p) { delete p; p = NULL; }
 
class KRefCount
{
public:
    KRefCount():m_nCount(0){}
 
public:
    unsigned AddRef(){ return InterlockedIncrement(&m_nCount); }
    unsigned Release(){ return InterlockedDecrement(&m_nCount); }
    void Reset(){ m_nCount = 0; }
 
private:
    unsigned long m_nCount;
};
 
template <typename T>
class SmartPtr
{
public:
    SmartPtr(void)
        : m_pData(NULL)
    {
        m_pReference = new KRefCount();
        m_pReference->AddRef();
    }
 
    SmartPtr(T* pValue)
        : m_pData(pValue)
    {
        m_pReference = new KRefCount();
        m_pReference->AddRef();
    }
 
    SmartPtr(const SmartPtr<T>& sp)
        : m_pData(sp.m_pData)
        , m_pReference(sp.m_pReference)
    {
        m_pReference->AddRef();
    }
 
    ~SmartPtr(void)
    {
        if (m_pReference && m_pReference->Release() == 0)
        {
            SAFE_DELETE(m_pData);
            SAFE_DELETE(m_pReference);
        }
    }
 
    inline T& operator*()
    {
        return *m_pData;
    }
 
    inline T* operator->()
    {
        return m_pData;
    }
 
    SmartPtr<T>& operator=(const SmartPtr<T>& sp)
    {
        if (this != &sp)
        {
            if (m_pReference && m_pReference->Release() == 0)
            {
                SAFE_DELETE(m_pData);
                SAFE_DELETE(m_pReference);
            }
 
            m_pData = sp.m_pData;
            m_pReference = sp.m_pReference;
            m_pReference->AddRef();
        }
 
        return *this;
    }
 
    SmartPtr<T>& operator=(T* pValue)
    {
        if (m_pReference && m_pReference->Release() == 0)
        {
            SAFE_DELETE(m_pData);
            SAFE_DELETE(m_pReference);
        }
 
        m_pData = pValue;
        m_pReference = new KRefCount;
        m_pReference->AddRef();
        return *this;
    }
 
    T* Get()
    {
        T* ptr = NULL;       
        ptr = m_pData;
 
        return ptr;
    }
 
    void Attach(T* pObject)
    {
        if (m_pReference->Release() == 0)
        {
            SAFE_DELETE(m_pData);
            SAFE_DELETE(m_pReference);
        }
 
        m_pData = pObject;
        m_pReference = new KRefCount;
        m_pReference->AddRef();
    }
 
    T* Detach()
    {
        T* ptr = NULL;
 
        if (m_pData)
        {          
            ptr = m_pData;
            m_pData = NULL;
            m_pReference->Reset();
        }
        return ptr;
    }
 
private:
    KRefCount* m_pReference;
    T* m_pData;
};
 
class CTest
{
public:
    CTest(int b) : a(b) {}
private:
    int a;
};
 
int main()
{
    SmartPtr<CTest> pSmartPtr1(new CTest(10));
    SmartPtr<CTest> pSmartPtr2(new CTest(20));
 
    pSmartPtr1 = pSmartPtr2;
}

智能指針使用引用計數(shù)實(shí)現(xiàn)時，就是最好的使用代理模式的例子。在上面的例子中，SmartPtr就是一個代理類，而T* m_pData才是實(shí)際的數(shù)據(jù)。SmartPtr代理實(shí)際的數(shù)據(jù)，去實(shí)現(xiàn)了指針的行為，添加了引用計數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了智能指針。

總結(jié)

我在第一次接觸代理模式的時候，看它的UML類圖，發(fā)現(xiàn)它和適配器模式的類適配器很像，再一看，又和裝飾模式非常像；不仔細(xì)區(qū)分，真的是很容易混亂的。下面就做簡單的區(qū)分，說多了也都是“狡辯”了。

1.適配器Adapter為它所適配的對象提供了一個不同的接口。相反，代理提供了與它的實(shí)體相同的接口。然而，用于訪問保護(hù)的代理可能會拒絕執(zhí)行實(shí)體會執(zhí)行的操作，因此，它的接口實(shí)際上可能只是實(shí)體接口的一個子集。

2.盡管Decorator的實(shí)現(xiàn)部分與代理相似，但Decorator的目的不一樣。Decorator為對象添加一個或多個功能，而代理則控制對對象的訪問。

我在這里進(jìn)行區(qū)分，你們看了，也就像我在咬文嚼字一樣；這就是結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式；它們之間都有一些細(xì)微的差別。你也可以說，在適配器模式進(jìn)行接口適配時，添加一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就變成了遠(yuǎn)程代理；你也可以說裝飾模式雖然功能不一樣，在我看來，大同小異；是的，不管你怎么說，就像1000個讀者心中有1000個哈姆雷特一樣，每個人對設(shè)計模式的理解都是不一樣的；最重要的是我們能在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行活學(xué)活用，如果能做到這個；不管什么設(shè)計模式，那只是一個名字，就像對于富人來說，錢只是一個銀行卡上的一個數(shù)字一樣。

最后，我堅信分享使我們更加進(jìn)步，期待大家和我分享你的設(shè)計模式心得。

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