Заместитель – паттерн, структурирующий объекты

Назначение

Является суррогатом другого объекта и контролирует доступ к нему

Известен также под именем

Surrogate (суррогат)

Proxy: мотивация

Разумно управлять доступом к объекту, поскольку тогда можно отложить расходы на создание и инициализацию до момента, когда объект действительно понадобится. Рассмотрим редактор документов, который допускает встраивание в документ графических объектов. Затраты на создание некоторых таких объектов, например больших растровых изображений, могут быть весьма значительны. Но документ должен открываться быстро, поэтому следует избегать создания всех «тяжелых» объектов на стадии открытия (да и вообще это излишне, поскольку не все они будут видны одновременно).

В связи с такими ограничениями кажется разумным создавать «тяжелые» объекты по требованию. Это означает «когда изображение становится видимым». Но что поместить в документ вместо изображения? И как, не усложняя реализции редактора, скрыть то, что изображение создается по требованию? Например, оптимизация не должна отражаться на коде, отвечающем за рисование и форматирование.

Решение состоит в том, чтобы использовать другой объект – заместитель изображения, который временно подставляется вместо реального изображения. Заместитель ведет себя точно так же, как само изображение, и выполняет при необходимости его инстанцирование.

Заместитель создает настоящее изображение, только если редактор документа вызовет операцию Draw. Все последующие запросы заместитель переадресует непосредственно изображению. Поэтому после создания изображения он должен сохранить ссылку на него.

Предположим, что изображения хранятся в отдельных файлах. В таком случае мы можем использовать имя файла как ссылку на реальный объект. Заместитель хранит также размер изображения, то есть длину и ширину. «Зная» ее, заместитель может отвечать на запросы форматера о своем размере, не инстанцируя изображение.

Рисунок 13

Proxy: Применимость

Паттерн заместитель применим во всех случаях, когда возникает необходимость сослаться на объект более изощренно, чем это возможно, если использовать простой указатель.

• Удаленный заместитель предоставляет локального представителя вместо объекта, находящегося в другом адресном пространстве

• Виртуальный заместитель создает тяжелые объекты по требованию

• Защищающий заместитель контролирует доступ к исходному объекту

«Умная» ссылка – это замена обычного указателя. Она позволяет выполнить дополнительные действия при доступе к объекту. К типичным применениям такой ссылки можно отнести:

• подсчет числа ссылок на реальный объект

• загрузку объекта в память при первом обращении к нему

• проверку и установку блокировки на реальный объект при обращении к нему, чтобы никакой другой объект не смог в это время изменить его

Proxy: структура

Рисунок 14

Диаграмма объектов

Рисунок 15

Участники

• Proxy (imageProxy) – заместитель - хранит ссылку, которая позволяет заместителю обратиться к реальному субъекту. Объект класса Proxy может обращаться к объекту класса Subject, если интерфейсы классов RealSubject и Subject одинаковы;
- предоставляет интерфейс, идентичный интерфейсу Subject, так что заместитель всегда может быть подставлен вместо реального субъекта;
- контролирует доступ к реальному субъекту и может отвечать за его создание и удаление;
- прочие обязанности зависят от вида заместителя:
- удаленный заместитель отвечает за кодирование запроса и его аргументов и отправление закодированного запроса реальному субъекту в другом адресном пространстве;
- виртуальный заместитель может кэшировать дополнительную информацию о реальном субъекте, чтобы отложить его создание.
- защищающий заместитель проверяет, имеет ли вызывающий объект необходимые для выполнения запроса права;

• Subject (Graphic) – субъект - определяет общий для RealSubject и Proxy интерфейс, так что класс Proxy можно использовать везде, где ожидается RealSubject.

• RealSubject (Image) - реальный субъект - определяет реальный объект, представленный заместителем.

Отношения

Proxy при необходимости переадресует запросы объекту RealSubject. Детали зависят от вида заместителя.

Образцы поведения

· Interpreter – Интерпретатор. Для заданного языка определяет представление его грамматики, а также интерпретатор предложений языка, использующий это представление.

· Iterator – Итератор. Дает возможность последовательно обойти все элементы составного объекта, не раскрывая его внутреннего представления.

· Command – Команда. Инкапсулирует запрос в виде объекта, позволяя тем самым параметризовывать клиентов типом запроса, устанавливать очередность запросов, протоколировать их и поддерживать отмену выполнения операций.

· Observer – Наблюдатель. Определяет между объектами зависимость типа один-ко-многим, так что при изменении состоянии одного объекта все зависящие от него получают извещение и автоматически обновляются.

· Visitor – Посетитель. Представляет операцию, которую надо выполнить над элементами объекта. Позволяет определить новую операцию, не меняя классы элементов, к которым он применяется.

· Mediator – Посредник. Определяет объект, в котором инкапсулировано знание о том, как взаимодействуют объекты из некоторого множества. Способствует уменьшению числа связей между объектами, позволяя им работать без явных ссылок друг на друга. Это, в свою очередь, дает возможность независимо изменять схему взаимодействия.

· State – Состояние. Позволяет объекту варьировать свое поведение при изменении внутреннего состояния. При этом создается впечатление, что поменялся класс объекта.

· Strategy – Стратегия. Определяет семейство алгоритмов, инкапсулируя их все и позволяя подставлять один вместо другого. Можно менять алгоритм независимо от клиента, который им пользуется.

· Memento – Хранитель. Позволяет, не нарушая инкапсуляции, получить и сохранить во внешней памяти внутреннее состояние объекта, чтобы позже объект можно было восстановить точно в таком же состоянии.

· Chain of Responsibility – Цепочка обязанностей. Можно избежать жесткой зависимости отправителя запроса от его получателя, при этом запросом начинает обрабатываться один из нескольких объектов. Объекты-получатели связываются в цепочку, и запрос передается по цепочке, пока какой-то объект его не обработает.

· Template Method – Шаблонный метод. Определяет скелет алгоритма, перекладывая ответственность за некоторые его шаги на подклассы. Позволяет подклассам переопределять шаги алгоритма, не меняя его общей структуры.

Iterator