【设计模式】【结构型模式（Structural Patterns）】之代理模式（Proxy Pattern）

1. 设计模式原理说明

代理模式（Proxy Pattern） 是一种结构型设计模式，允许你提供一个替身或占位符对象来控制对另一个对象的访问。代理模式的主要目的是控制对真实对象的访问，可以用来添加额外的功能（如延迟加载、权限检查等），而不改变客户端的代码。代理模式通常涉及四个角色：

Subject（主题接口）：定义了RealSubject和Proxy的共同接口，这样在任何使用RealSubject的地方都可以使用Proxy。
RealSubject（真实主题）：定义了代理对象代表的真实对象，负责执行实际的业务逻辑。
Proxy（代理）：持有对RealSubject的引用，可以通过这个引用调用RealSubject的方法。代理可以在调用前后执行额外的操作，比如权限检查、日志记录等。
Client（客户端）：通过Subject接口与RealSubject或Proxy交互。

2. UML 类图及解释

UML 类图

+-------------------+                +-----------------------+
|      Subject      |                |    RealSubject        |
|-------------------|                |-----------------------|
| - request(): void |                | - request(): void     |
+-------------------+                +-----------------------+^                        ^|                        |+------------------------+||
+-----------------------------+  |
|           Proxy             |  |
|-----------------------------|  |
| - subject: Subject          |  |
| - request(): void           |  |
+-----------------------------+  |

类图解释

Subject：定义了一个公共接口，使得RealSubject和Proxy可以互换使用。
RealSubject：实现了Subject接口，定义了真实的业务逻辑。
Proxy：也实现了Subject接口，持有一个指向RealSubject的引用。可以在调用RealSubject的方法之前或之后执行额外的操作，例如权限检查、日志记录等。
Client：通过Subject接口与RealSubject或Proxy交互，无需关心具体的实现细节。

3. 代码案例及逻辑详解

Java 代码案例

// 主题接口
interface Subject {void request();
}// 真实主题
class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("RealSubject: Handling request.");}
}// 代理
class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;public Proxy(RealSubject realSubject) {this.realSubject = realSubject;}@Overridepublic void request() {// 在调用真实主题的方法之前，可以添加额外的逻辑checkAccess();realSubject.request();// 在调用真实主题的方法之后，可以添加额外的逻辑logAccess();}private void checkAccess() {System.out.println("Proxy: Checking access prior to firing a real request.");}private void logAccess() {System.out.println("Proxy: Logging the time of request.");}
}// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {RealSubject realSubject = new RealSubject();Proxy proxy = new Proxy(realSubject);// 客户端通过代理来访问真实主题proxy.request();}
}

C++ 代码案例

#include <iostream>// 主题接口
class Subject {
public:virtual void request() = 0;virtual ~Subject() {}
};// 真实主题
class RealSubject : public Subject {
public:void request() override {std::cout << "RealSubject: Handling request.\n";}
};// 代理
class Proxy : public Subject {
private:RealSubject* realSubject;
public:Proxy(RealSubject* realSubject) : realSubject(realSubject) {}void request() override {checkAccess();realSubject->request();logAccess();}private:void checkAccess() {std::cout << "Proxy: Checking access prior to firing a real request.\n";}void logAccess() {std::cout << "Proxy: Logging the time of request.\n";}
};// 客户端
int main() {RealSubject* realSubject = new RealSubject();Proxy* proxy = new Proxy(realSubject);// 客户端通过代理来访问真实主题proxy->request();delete realSubject;delete proxy;return 0;
}

Python 代码案例

# 主题接口
class Subject:def request(self):raise NotImplementedError# 真实主题
class RealSubject(Subject):def request(self):print("RealSubject: Handling request.")# 代理
class Proxy(Subject):def __init__(self, real_subject: RealSubject):self._real_subject = real_subjectdef request(self):# 在调用真实主题的方法之前，可以添加额外的逻辑self._check_access()self._real_subject.request()# 在调用真实主题的方法之后，可以添加额外的逻辑self._log_access()def _check_access(self):print("Proxy: Checking access prior to firing a real request.")def _log_access(self):print("Proxy: Logging the time of request.")# 客户端
if __name__ == "__main__":real_subject = RealSubject()proxy = Proxy(real_subject)# 客户端通过代理来访问真实主题proxy.request()

Go 代码案例

package mainimport ("fmt"
)// 主题接口
type Subject interface {request()
}// 真实主题
type RealSubject struct{}func (r *RealSubject) request() {fmt.Println("RealSubject: Handling request.")
}// 代理
type Proxy struct {realSubject *RealSubject
}func (p *Proxy) request() {// 在调用真实主题的方法之前，可以添加额外的逻辑p.checkAccess()p.realSubject.request()// 在调用真实主题的方法之后，可以添加额外的逻辑p.logAccess()
}func (p *Proxy) checkAccess() {fmt.Println("Proxy: Checking access prior to firing a real request.")
}func (p *Proxy) logAccess() {fmt.Println("Proxy: Logging the time of request.")
}// 客户端
func main() {realSubject := &RealSubject{}proxy := &Proxy{realSubject: realSubject}// 客户端通过代理来访问真实主题proxy.request()
}