結構型——代理模式

代理模式指的是通過創建一個代理來控制對原始對象的訪問。代理在客戶端與實際對象之間充當“中介”

特點

• 訪問控制：代理對象可以控制對實際對象的訪問，從而實現對訪問權限的控制。
• 延遲加載：代理對象可以在實際對象被調用時才創建，從而實現延遲加載。
• 解耦: 客戶端金依賴代理接口，可以與實際對象分離，從而實現解耦。
• 類型多樣：虛擬代理（既延遲加載）、緩存代理（緩存對象）、遠程代理（遠程對象）、保護代理（權限控制）等。

模式結構

角色	描述
抽象主題 (Subject)	聲明真實主題和代理主題的共同接口。客戶端依賴此接口
真實主題 (RealSubject)	實現抽象主題定義的接口，并提供其功能實現。實際執行業務邏輯的對象
代理主題 (Proxy)	實現抽象主題定義的接口，并持有真實主題的引用。代理主題控制對真實主題的訪問

代理模式類型

類型	應用場景
虛擬代理	當需要創建一個大開銷的對象時，創建一個代理對象，直到需要時才創建真實的對象。 也叫延遲加載（比如在圖片加載時，先加載一張占位圖，當圖片加載完成后再替換占位圖）。
保護代理	控制權限（在客戶端對真實對象進行訪問前，利用代理進行權限校驗等操作）。
緩存代理	緩存調用結果（為優化性能，將重復計算的值緩存起來，下次使用時直接返回緩存值）。
遠程代理	本地代理遠程服務（將本地的請求轉發到遠程的對象上）。

簡單示例

1. 虛擬代理

from abc import ABC, abstractmethod# 抽象主題
class Image(ABC):@abstractmethoddef display(self):pass# 真實主題（大開銷對象）
class RealImage(Image):def __init__(self, filename):self.filename = filenameself.load_from_disk()def load_from_disk(self):print(f"Loading {self.filename} from disk")def display(self):print(f"Displaying {self.filename}")# 代理主題（控制加載時機）
class ProxyImage(Image):def __init__(self, filename):self.filename = filenameself.real_image = None      # 延遲加載def display(self):if not self.real_image:self.real_image = RealImage(self.filename)self.real_image.display()# 客戶端代碼
if __name__ == "__main__":# 創建代理，此時不會實際加載圖片proxy_image = ProxyImage("test_image.jpg")             # Loading test_image.jpg from disk# 當需要展示時，實際去加載顯示proxy_image.display()                                  # Displaying test_image.jpg

2. 保護代理

from abc import ABC, abstractmethod# 抽象主題
class DataBase(ABC):@abstractmethoddef query(self, sql):pass# 真實主題（實現對數據庫的查詢操作）
class RealDataBase(DataBase):def query(self, sql):return f"query result: {sql}"# 代理（對請求對象進行攔截，權限驗證）
class ProxyDataBase(DataBase):def __init__(self, user):self.user = userself.real_db = RealDataBase()def query(self, sql):if self._check_access():return self.real_db.query(sql)else:return "access denied"def _check_access(self):return self.user == "admin"# 客戶端代碼
if __name__ == "__main__":proxy_db = ProxyDataBase("admin")print(proxy_db.query("select * from user"))         # query result: ....proxy_db = ProxyDataBase("guest")print(proxy_db.query("select * from user"))         # access denied

3. 緩存代理

from abc import ABC, abstractmethodclass Calculate(ABC):@abstractmethoddef calculate(self, n): passclass RealCalculate(Calculate):def calculate(self, n):return n * nclass ProxyCalculate(Calculate):def __init__(self):self.cache = {}self.real_calculate = RealCalculate()def calculate(self, n):if n not in self.cache:self.cache[n] = self.real_calculate.calculate(n)return self.cache[n]if __name__ == '__main__':proxy_calculate = ProxyCalculate()for i in range(10):print(proxy_calculate.calculate(i))         # 第一次計算，緩存for i in range(10):print(proxy_calculate.calculate(i))         # 第二次計算，直接從緩存中取

4.遠程代理

import requestsclass BaiduService:def get_data(self, question): passclass BaiduServiceProxy(BaiduService):def __init__(self):self.question = questionself.baidu_api = "www.baidu.com"def get_data(self, question):response = requests.get(self.baidu_api, params={"question": question})return response.text# 客戶端代碼
if __name__ == "__main__":# 客戶端僅與代理交互，無需感知遠程服務的存在baidu_service = BaiduServiceProxy()data = baidu_service.get_data("如何使用代理模式")

代理模式 VS 外觀模式 VS 裝飾器模式 VS 適配器模式

維度	代理模式	外觀模式	裝飾器模式	適配器模式
核心目的	控制對象訪問	簡化復雜系統接口	動態擴展對象功能	接口兼容性轉換
結構特點	代理與真實對象實現相同接口	外觀類聚合多個子系統接口	裝飾器模式聚合被裝飾對象	適配器模式聚合被適配對象
對象關系	代理對象持有真實對象	外觀持有多個子系統對象	裝飾器包裹原始對象	適配器持有或繼承被適配對象
接口一致性	保持與真實對象接口一致	提供新的簡化接口	保持與原始對象接口一致	轉換接口以匹配目標需求
擴展方向	訪問控制邏輯	接口簡化與整合	功能疊加	接口適配