【C++】代理模式

代理模式（Proxy Pattern）是一种【结构型】设计模式，它允许通过代理对象控制对另一个对象（目标对象）的访问。代理对象在客户端和目标对象之间充当中间层，负责处理与目标对象的交互，例如延迟加载、访问控制、缓存或日志记录等。

一、模式核心概念与结构

代理模式包含三个核心角色：

1. 抽象主题（Subject）：定义目标对象和代理对象的共同接口，客户端通过该接口与目标对象交互。
2. 目标对象（Real Subject）：实现抽象主题接口，提供实际的业务逻辑。
3. 代理对象（Proxy）：实现抽象主题接口，持有目标对象的引用，并在调用目标对象方法前后执行额外操作。

二、C++ 实现示例：图像加载代理

以下是一个经典的代理模式示例，演示如何使用代理模式实现图像的延迟加载：

#include 
#include 
#include 

// 抽象主题：图像
class Image {
   
public:
    virtual ~Image() = default;
    virtual void display() const = 0;
};

// 目标对象：真实图像
class RealImage : public Image {
   
private:
    std::string filename;

public:
    RealImage(const std::string& fname) : filename(fname) {
   
        loadFromDisk();
    }
    
    void display() const override {
   
        std::cout << "Displaying image: " << filename << std::endl;
    }
    
    // 模拟从磁盘加载图像（耗时操作）
    void loadFromDisk() const {
   
        std::cout << "Loading image: " << filename << std::endl;
    }
};

// 代理对象：图像代理
class ProxyImage : public Image {
   
private:
    std::string filename;
    mutable std::shared_ptr<RealImage> realImage;  // 延迟加载

public:
    ProxyImage(const std::string& fname) : filename(fname), realImage(nullptr) {
   }
    
    void display() const override {
   
        if (!realImage) {
   
            // 延迟加载：首次调用时才创建真实对象
            realImage = std::make_shared<RealImage>(filename