代理模式在C++中的实现及面向对象设计原则的满足
引言
在软件开发中，设计模式是解决常见问题的经过验证的解决方案。代理模式作为一种结构型设计模式，广泛应用于控制对对象的访问。本文将详细探讨如何在C++中实现代理模式，并确保其符合面向对象设计原则。
代理模式概述
代理模式通过引入代理对象，控制对真实对象的访问。代理对象和真实对象实现相同的接口，使得客户端代码无需知道是代理还是真实对象在处理请求。代理模式的主要目的是在不改变真实对象接口的情况下，增加额外的功能或控制访问。
C++中代理模式的实现步骤
1. 定义抽象主题类
首先，定义一个抽象主题类，其中包含代理和真实主题类的共同接口。这样，客户端代码可以统一处理代理类和真实主题类的对象。
#include <iostream>
#include <memory>class Subject {
public:virtual void request() = 0;virtual ~Subject() = default;
};
解释：
Subject类是一个纯虚类，定义了request()方法。所有代理和真实主题类必须继承自这个类，并实现request()方法。
2. 实现真实主题类
继承抽象主题类，并实现具体的业务逻辑。真实主题类负责完成实际的业务操作。
class RealSubject : public Subject {
public:void request() override {std::cout << "RealSubject: Handling request." << std::endl;}
};
解释：
RealSubject类继承自Subject，并实现了request()方法，输出处理请求的消息。
3. 实现代理类
继承抽象主题类，并在方法中添加额外的逻辑，如权限检查或日志记录。代理类负责控制对真实主题类的访问。
class Proxy : public Subject {
private:std::unique_ptr<RealSubject> realSubject;public:Proxy() : realSubject(std::make_unique<RealSubject>()) {}void request() override {// 添加额外的逻辑，例如权限检查std::cout << "Proxy: Checking access before handling request." << std::endl;realSubject->request();std::cout << "Proxy: Request handled." << std::endl;}
};
解释：
Proxy类继承自Subject，并持有一个RealSubject对象的智能指针realSubject。在request()方法中，代理首先执行额外的逻辑（如权限检查），然后调用真实主题的request()方法。
4. 使用代理模式
在客户端代码中，通过抽象主题类的指针或引用，统一处理代理类和真实主题类的对象。这样，客户端代码无需知道具体的实现细节，符合依赖倒置原则。
int main() {// 客户端代码通过Subject接口使用代理std::unique_ptr<Subject> subject = std::make_unique<Proxy>();subject->request();return 0;
}
解释：
- 在
main()函数中，客户端代码通过Subject接口创建了一个Proxy对象。调用request()方法时，代理会执行额外的逻辑，然后将请求转发给真实主题。
满足面向对象设计原则
1. 单一职责原则
RealSubject类只负责处理具体的业务逻辑。Proxy类只负责控制对真实主题的访问，不涉及具体的业务逻辑。- 每个类都有单一的职责，符合单一职责原则。
2. 开闭原则
- 在需要增加新的功能或控制访问时，只需增加新的代理类，而不需要修改现有的
RealSubject类。 - 系统对扩展开放，对修改关闭，符合开闭原则。
3. 里氏替换原则
Proxy类和RealSubject类都继承自Subject类，客户端代码可以使用Subject接口的指针或引用，统一处理代理类和真实主题类的对象。- 子类可以替换父类，符合里氏替换原则。
4. 依赖倒置原则
- 客户端代码依赖于抽象主题类
Subject，而不是具体的代理类或真实主题类。 - 系统的依赖关系被倒置，符合依赖倒置原则。
总结
通过以上步骤，我们成功在C++中实现代理模式，并确保其符合面向对象设计原则。代理模式允许在不改变真实主题接口的情况下，增加额外的功能或控制访问，从而提升系统的灵活性和可维护性。在实际应用中，可以根据具体需求扩展代理的功能，以满足不同的业务场景。
参考资料
- 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》（Gang of Four）
- C++标准库文档