設計模式之代理模式

軟體領域中的設計模式為開發人員提供了一種使用專家設計經驗的有效途徑。設計模式中運用了物件導向程式語言的重要特性：封裝、繼承、多型，真正領悟設計模式的精髓是可能一個漫長的過程，需要大量實踐經驗的積累。最近看設計模式的書，對於每個模式，用C++寫了個小例子，加深一下理解。主要參考《大話設計模式》和《設計模式:可複用物件導向軟體的基礎》（DP）兩本書。本文介紹代理模式的實現。

[DP]上的定義：為其他物件提供一種代理以控制對這個物件的訪問。有四種常用的情況：（1）遠端代理，（2）虛代理，（3）保護代理，（4）智慧引用。本文主要介紹虛代理和智慧引用兩種情況。

考慮一個可以在文件中嵌入圖形物件的文件編輯器。有些圖形物件的建立開銷很大。但是開啟文件必須很迅速，因此我們在開啟文件時應避免一次性建立所有開銷很大的物件。這裡就可以運用代理模式，在開啟文件時，並不開啟圖形物件，而是開啟圖形物件的代理以替代真實的圖形。待到真正需要開啟圖形時，仍由代理負責開啟。這是[DP]一書上的給的例子。

下面給出代理模式的UML圖。

簡單實現如下：

#include <iostream>
#include <string>

class image {
public:
    image(const std::string& name) 
        : name_(name) {}
    virtual ~image() {}
    virtual void show() {}
protected:
    std::string name_;
};

class big_image : public image {
public:
    big_image(const std::string& name) 
        : image(name) {}
    ~big_image() {}
    virtual void show() {
        std::cout<<"show big image:>"<<name_<<std::endl;
    }   
};

class big_image_proxy : public image {
public:
    big_image_proxy(const std::string& name) 
        : image(name), bim(nullptr) {}
    ~big_image_proxy() {
        delete bim;
    }   
  virtual void show() {
        if(bim == nullptr)
            bim = new big_image(name_);
        bim->show();
    }
private:
    big_image* bim;
};

測試程式碼：

int main()
{
    big_image_proxy bp("hello.jpg");
    bp.show();

    return 0;
}

上面這個代理模式就是使用一個proxy，這個proxy內部有一個big_image的指標，只要在我們需要展示圖片時，這個代理才生成big_image，其他時間都只是維護一個指標而已。這樣就減少了不必要的消耗。這就是需代理。

關於智慧引用的代理參見這篇部落格：auto_ptr原始碼分析。