定義

代理模式（Proxy Pattern） 是一種結構型設計模式，它通過提供一個代理對象來控制對目標對象的訪問。代理對象作為客戶端與目標對象之間的中介，間接地訪問目標對象的功能。代理模式可以在不改變目標對象的情況下增加一些額外的功能，如延遲加載、安全控制、日志記錄等。

基本思想

代理對象：代理模式引入了一個中介對象（代理對象）來訪問真實的對象。代理對象控制對真實對象的訪問，并可以在訪問真實對象之前或之后加入額外的功能。
目標對象：代理模式的核心是需要被代理的對象，它實現了實際的業務邏輯。
客戶端：客戶端通過代理對象間接調用目標對象的方法，而不直接訪問目標對象。

適用場景

代理模式適用于以下場景：

• 控制訪問：當需要控制對某個對象的訪問時，可以使用代理模式。比如，代理模式可以限制某些操作，或者在目標對象沒有初始化時，延遲加載目標對象。
• 延遲加載：在需要時才創建目標對象，而不是在系統初始化時創建，這樣可以節省資源。
• 緩存：通過代理模式，代理對象可以緩存目標對象的結果，避免重復計算。
• 日志記錄：代理對象可以在方法執行前后記錄日志，確保目標對象的行為被正確監控。
• 遠程訪問：代理模式可用于實現遠程訪問對象，客戶端與代理對象交互，而代理對象負責與遠程目標對象進行通信。

類設計

代碼實現解析

1. 設計目標：代理模式實現任務處理
   我們設計一個簡單的場景，其中 ISubject 是任務處理接口，RealSubject 是具體的任務處理類，SubjectProxy 是代理類，它負責對 RealSubject 的間接訪問。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;// 定義Subject接口
class ISubject {
public:virtual void process() = 0;virtual ~ISubject() {}
};// 真實主題類（RealSubject）
class RealSubject : public ISubject {
public:void process() override {cout << "RealSubject: Processing the task." << endl;}
};// 代理類（SubjectProxy）
class SubjectProxy : public ISubject {
private:RealSubject* realSubject;public:SubjectProxy() : realSubject(nullptr) {}void process() override {// 代理對象在訪問目標對象之前做一些處理（如延遲加載、權限檢查等）cout << "Proxy: Checking access rights..." << endl;if (!realSubject) {// 延遲加載目標對象realSubject = new RealSubject();cout << "Proxy: Creating RealSubject instance..." << endl;}// 代理對象調用真實主題的方法realSubject->process();}~SubjectProxy() {delete realSubject;  // 確保釋放真實主題對象的資源}
};// 客戶端類
class ClientApp {
private:ISubject* subject;public:ClientApp() {subject = new SubjectProxy();  // 客戶端通過代理類訪問任務}void DoTask() {// 客戶端通過代理對象執行任務subject->process();}~ClientApp() {delete subject;}
};int main() {ClientApp app;app.DoTask();  // 通過代理對象處理任務return 0;
}

輸出:

Proxy: Checking access rights...
Proxy: Creating RealSubject instance...
RealSubject: Processing the task.客戶端通過 ClientApp 調用 subject->process()，
但實際執行的是通過 SubjectProxy 代理對象的 process() 方法。代理對象首先檢查訪問權限（這里是模擬操作），
然后如果目標對象尚未創建，則延遲創建 RealSubject 實例并執行任務。

類設計分析

1.ISubject（接口/抽象類）：

• 定義了代理類和真實對象共同的接口。在本例中，process() 方法是客戶端與代理類和真實類交互的唯一方式。

2.RealSubject（真實主題）：

• RealSubject 是實際執行任務的類，它提供了業務邏輯的實現。
• 在 process() 方法中，RealSubject 處理實際的任務。

3.SubjectProxy（代理類）：

• 代理類實現了 ISubject 接口，負責控制對 RealSubject 的訪問。代理類可以在調用 RealSubject 的方法之前執行一些操作（如延遲加載、權限驗證、日志記錄等）。
• 在 process() 方法中，代理對象會檢查是否已經創建了 RealSubject 實例，如果沒有，則創建一個實例并調用 process()。

4.ClientApp（客戶端）：

• 客戶端通過 ISubject 接口與 SubjectProxy（代理對象）交互，而不直接與 RealSubject 進行交互。客戶端只調用 process() 方法，而無需關心代理對象如何處理目標對象的訪問。

代理模式的優缺點

優點:

• 控制訪問：代理模式可以控制對目標對象的訪問，并增加附加功能，如懶加載、日志、權限驗證等。
• 提高效率：通過延遲加載（懶加載），可以在需要時才創建目標對象，從而節省資源。
• 解耦：客戶端不需要直接與目標對象交互，代理類充當了客戶端和目標對象之間的中介，降低了系統的耦合性。
• 附加功能：可以在代理類中為目標對象添加額外的功能，如緩存、日志、權限檢查等，而不修改目標對象的代碼。

缺點

• 增加復雜度：代理模式通過引入額外的類增加了系統的復雜度，特別是在目標對象復雜時。
• 性能開銷：代理類通常會引入一定的性能開銷，尤其是在頻繁的代理操作中，可能會影響系統的性能。
• 不可避免的代理層：代理模式在某些情況下可能導致不必要的中間層，尤其是當目標對象的接口已經足夠簡潔時。

適用場景

代理模式適用于以下場景：

• 延遲加載：當對象的創建成本較高時，可以使用代理模式進行延遲加載。
• 訪問控制：當需要對目標對象的訪問進行控制時（如權限驗證、緩存等），可以使用代理模式。
• 資源保護：代理模式可用于保護目標對象的資源，如防止頻繁創建和銷毀實例。
• 遠程代理：在分布式系統中，代理模式可以用來控制客戶端與遠程對象之間的通信。

常見應用場景：

• 虛擬代理：延遲加載目標對象，直到真正需要它時才創建實例。
• 保護代理：限制客戶端對某些操作的訪問，進行權限檢查。
• 遠程代理：客戶端通過代理與遠程對象進行交互，代理負責與遠程服務器通信。
• 智能代理：增加一些額外的功能，如緩存、日志、事務管理等。

總結

代理模式通過引入代理類，允許客戶端通過代理間接訪問目標對象，并能在不改變目標對象的情況下，增加一些額外的功能，如延遲加載、訪問控制、日志記錄等。代理模式能有效地解耦客戶端和目標對象，簡化客戶端與目標對象之間的交互，同時增加系統的靈活性。