設計模式實作系列（十）：Proxy 代理模式 - 控制對真實物件的存取與延遲初始化

模式意圖

為其他物件提供一種代理以控制對這個物件的存取。

UML 結構圖

核心解析：虛擬代理

本實作展示 虛擬代理：真實物件（RealSubject）建構昂貴（如大圖片載入、資料庫連線），代理（Proxy）持有指標，僅在首次呼叫 Request() 時才建立真實物件（延遲初始化）。

• Subject： 共同介面，確保代理可透明替換真實物件。
• Proxy： 控制存取、記錄日誌、權限檢查、快取、遠端代理（RPC）等。
• 關鍵： Proxy 與 RealSubject 共同繼承 Subject，介面一致。

C++ 完整實作

1. Proxy.h

#ifndef PROXY_H
#define PROXY_H

class Subject {
public:
    Subject() {}
    virtual ~Subject() {}
    virtual void Request() = 0;
};

class RealSubject : public Subject {
public:
    RealSubject();
    virtual ~RealSubject() {}
    virtual void Request();
};

class Proxy : public Subject {
public:
    Proxy();
    virtual ~Proxy();
    virtual void Request();
private:
    RealSubject* m_pRealSubject;
};

#endif

2. Proxy.cpp

#include "Proxy.h"
#include <iostream>

RealSubject::RealSubject() { std::cout << "Constructing a RealSubject\n"; }
void RealSubject::Request() { std::cout << "Request By RealSubject\n"; }

Proxy::Proxy() : m_pRealSubject(nullptr) { std::cout << "Constructing a Proxy\n"; }
Proxy::~Proxy() { delete m_pRealSubject; m_pRealSubject = nullptr; }

void Proxy::Request() {
    if (!m_pRealSubject) {
        std::cout << "Request By Proxy\n";
        m_pRealSubject = new RealSubject(); // 延遲建構
    }
    m_pRealSubject->Request();
}

3. Main.cpp

#include "Proxy.h"
#include <cstdlib>

int main() {
    Subject* pProxy = new Proxy();
    pProxy->Request(); // 首次呼叫觸發 RealSubject 建構
    pProxy->Request(); // 後續直接委派
    delete pProxy;
    return 0;
}

代理模式常見變體

適用場景

• 大型圖片/文件載入（瀏覽器圖片預覽）。
• 資料庫連線池、遠端服務呼叫（gRPC/Thrift Stub）。
• 存取控制（如資料庫 Row-Level Security）。
• 智慧指標、RAII 資源管理。