C# 设计模式（四）代理模式（unity演示）

1、引言

在软件开发过程中，有些对象有时候会由于网络或其他的障碍，以至于不能够或者不能直接访问到这些对象，如果直接访问对象给系统带来不必要的复杂性，这时候可以在客户端和目标对象之间增加一层中间层，让代理对象代替目标对象，然后客户端只需要访问代理对象，由代理对象去帮我们去请求目标对象并返回结果给客户端，这样的一个解决思路就是今天要介绍的代理模式。下面我们一起来探讨一下代理模式。

2、代理模式详解

2.1 定义

代理模式(Proxy Pattern)
代理模式，为其它对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。换句话说就是给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。在一些情况下，一个客户端不想或者不能直接引用一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。例如电脑桌面的快捷方式就是一个代理对象，快捷方式是它所引用的程序的一个代理。

2.2 代理模式的分类

代理模式按照使用目的可以分为以下几种：

远程（Remote）代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个局域代表对象。这个不同的地址空间可以是本电脑中，也可以在另一台电脑中。最典型的例子就是——客户端调用Web服务或WCF服务。
虚拟（Virtual）代理：根据需要创建一个资源消耗较大的对象，使得对象只在需要时才会被真正创建。
Copy-on-Write代理：虚拟代理的一种，把复制（或者叫克隆）拖延到只有在客户端需要时，才真正采取行动。
保护（Protect or Access）代理：控制一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
防火墙（Firewall）代理：保护目标不让恶意用户接近。
智能引用（Smart Reference）代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，比如将对此对象调用的次数记录下来等。
Cache代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以处理这些结果。

在上面所有种类的代理模式中，虚拟代理、远程代理、智能引用代理和保护代理较为常见的代理模式。下面让我们具体看看代理模式的结构。

2.3 代理模式结构

下面是代理模式的类图，我们一起来看看！
这里写图片描述

通过上图我们不难发现，在代理模式中有三个角色：

抽象主题角色（Subject）：声明了真实主题和代理主题的公共接口，这样一来在使用真实主题的任何地方都可以使用代理主题。
代理主题角色（Proxy）：代理主题角色内部含有对真实主题的引用，从而可以操作真实主题对象；代理主题角色负责在需要的时候创建真实主题对象；代理角色通常在将客户端调用传递到真实主题之前或之后，都要执行一些其他的操作，而不是单纯地将调用传递给真实主题对象。
真实主题角色（RealSubject）：定义了代理角色所代表的真实对象。

在实际开发过程中，我们在客户端添加服务引用的时候，在客户程序中会添加一些额外的类，在客户端生成的类扮演着代理主题角色，我们客户端也是直接调用这些代理角色来访问远程服务提供的操作。这个是远程代理的一个典型例子。

2.4类图实现

具体实现代码如下所示：
Subject类，声明了真实主题和代理主题的公共接口，这样一来在使用真实主题的任何地方都可以使用代理主题：

abstract public class Subject
{
    public abstract void Request();
}

RealSubject类，定义了代理角色所代表的真实对象。

public class RealSubject : Subject
{
   public override void Request()
   {
       Console.WriteLine("真实请求中...");
   }
}

Proxy类，保存一个引用使得代理可以访问实体。并提供了一个与实体subject的接口相同的接口，这样代理就可以用来代替实体。

public class Proxy : Subject
{
    RealSubject realSubject;
    public override void Request()
    {
        if (realSubject == null)
        {
            realSubject = new RealSubject();
        }
        realSubject.Request();
    }
}

测试一下：

Proxy proxy = new Proxy();
proxy.Request();

运行结果：

真实请求中...

2.5 C#举例

情景设定
下面以一个生活中的例子来解释下代理模式，在现实生活中，如果有同事出国或者朋友出国的情况下，我们经常会拖这位朋友帮忙带一些电子产品或化妆品等东西，这个场景中，出国的朋友就是一个代理，他（她）是他（她）朋友的一个代理，由于他朋友不能去国外买东西，他却可以，所以朋友们都托他帮忙带一些东西的。下面就以这个情景来实现下代理模式，具体代码如下(类图比较简单这里就不再画了)：

// 抽象主题角色
public abstract class Person
{
   public abstract void BuyProduct();
}

//真实主题角色
public class RealBuyPerson : Person
{
    public override void BuyProduct()
    {
        Console.WriteLine("帮我买一个IPhone和一台苹果电脑");
    }
}

// 代理角色
public class Friend : Person
{
   // 引用真实主题实例
    RealBuyPerson realSubject;

    public override void BuyProduct()
    {
        Console.WriteLine("通过代理类访问真实实体对象的方法");
        if (realSubject == null)
        {
            realSubject = new RealBuyPerson();
        }

        PreBuyProduct();

        // 调用真实主题方法
        realSubject.BuyProduct();
        PostBuyProduct();
    }

    // 代理角色执行的一些操作
    public void PreBuyProduct()
    {
        // 可能不知一个朋友叫这位朋友带东西，首先这位出国的朋友要对每一位朋友要带的东西列一个清单等
        Console.WriteLine("我怕弄糊涂了，需要列一张清单，张三：要带相机，李四：要带Iphone...........");
    }

    // 买完东西之后，代理角色需要针对每位朋友需要的对买来的东西进行分类
    public void PostBuyProduct()
    {
        Console.WriteLine("终于买完了，现在要对东西分一下，相机是张三的；Iphone是李四的..........");
    }
}

测试一下：

// 创建一个代理对象并发出请求
Person proxy = new Friend();
proxy.BuyProduct();
Console.Read();

运行结果如下：

通过代理类访问真实实体对象的方法
我怕弄糊涂了，需要列一张清单，张三：要带相机，李四：要带Iphone...........
帮我买一个IPhone和一台苹果电脑
终于买完了，现在要对东西分一下，相机是张三的；Iphone是李四的..........

在上面的代码中都有相应的注释，这里也不多解释了。

3. 代理模式的优缺点

分析完代理模式之后，让我们看看这个模式的优缺点：

优点：
1. 代理模式能够将调用用于真正被调用的对象隔离，在一定程度上降低了系统的耦合度；
2. 代理对象在客户端和目标对象之间起到一个中介的作用，这样可以起到对目标对象的保护。代理对象可以在对目标对象发出请求之前进行一个额外的操作，例如权限检查等。
缺点：
1. 由于在客户端和真实主题之间增加了一个代理对象，所以会造成请求的处理速度变慢
2. 实现代理类也需要额外的工作，从而增加了系统的实现复杂度。

4. 应用举例（unity）

情景设定：
下面这个例子可能不是十分恰当，如有不适之处还望大家指正。游戏中通常有一种情况：可以玩家角色移动，一种是自己通过控制按钮实现，一种是自动寻路到达指定地点。我们就用这个例子，简单使用以下。
代码如下

Controller类，抽象主题：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public abstract class Controller
{
    public abstract void Move(GameObject obj);
}

Player类，实际主题

using UnityEngine;

public class Player : Controller
{
    public override void Move(GameObject obj)
    {
        obj.transform.Translate(Vector3.up);
    }
}

SysAutoController类，实际主题

using UnityEngine;

public class SysAutoController : Controller
{
    public override void Move(GameObject obj)
    {
        obj.transform.Translate(Vector3.down);
    }
}

Proxy类，代理主题

using UnityEngine;

public class Proxy : Controller
{
    Controller controller;

    public Proxy(Controller cn)
    {
        controller = cn;
    }

    public override void Move(GameObject obj)
    {
        if (controller != null)
        {
            controller.Move(obj);
            OperateLog(controller.GetType().ToString()+"开始控制！");
        }

    }

    private void OperateLog(string str)
    {
        GameObject txt;
        txt = GameObject.Find("txt");
        if (txt == null)
        {
            txt = new GameObject("txt");
            txt.AddComponent<TextMesh>().text = str;
        }
        txt.transform.position = new Vector3(-10, 0,0);
        txt.GetComponent<TextMesh>().text = str;
        txt.GetComponent<TextMesh>().fontSize = 10;
        txt.GetComponent<TextMesh>().color = Color.green;
    }
}

测试：

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class Test : MonoBehaviour
{
    private GameObject obj;    
    Proxy proxy ;
    void Start()
    {
        obj = GameObject.CreatePrimitive(PrimitiveType.Sphere);
        obj.transform.position = new Vector3(0, 0, 0);     
    }
    void OnGUI()
    {
        if (GUI.Button(new Rect(100, 100, 100, 20), "系统自动"))
        {
            proxy = null;
            proxy = new Proxy(new SysAutoController());
            proxy.Move(obj);
        }

        if (GUI.Button(new Rect(100, 130, 100, 20), "玩家"))
        {
            proxy = null;
            proxy = new Proxy(new Player());
            proxy.Move(obj);
        }
    }
}

运行结果如下：
这里写图片描述
点击两个按钮即可控制小球的位置和日志。

5. 总结

到这里，代理模式的介绍就结束了，代理模式提供了对目标对象访问的代理。代理模式是结构型模式的一种。

6.unity工程下载

在文章的最后我们给出上述例子的工程下载链接，方便朋友们探讨交流！本次演示版本Unity5.6.3f1(64-bit)，VS2015需要下载的朋友，请点击此处下载。

The End
好了，今天的分享就到这里，如有不足之处，还望大家及时指正，随时欢迎探讨交流！！！

喜欢的朋友们，请帮顶、点赞、评论！您的肯定是我写作的不竭动力！

相关阅读
C# 23种设计模式（unity演示）