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C语言实现结构型模式：外观、享元、代理

导读：本文继续介绍3种结构型设计模式：外观模式统一简化入口、享元模式对象复用省内存、代理模式控制对象访问。全部代码可直接编译运行。

一、原理简析

结构型模式的最后3种模式分别从简化调用、节省资源、控制访问三个角度优化系统设计。

三种模式对比：

模式	核心作用	解决问题
外观	统一简化入口	降低调用复杂度
享元	对象复用	节省内存开销
代理	控制访问	安全、智能、远程

二、实操步骤

2.1 外观模式：统一简化入口

#include <stdio.h>

void SubSystem1(void) { printf("子系统1：初始化\n"); }
void SubSystem2(void) { printf("子系统2：加载数据\n"); }
void SubSystem3(void) { printf("子系统3：执行业务\n"); }

void FacadeWork(void) {
    printf("外观模式统一入口\n");
    SubSystem1();
    SubSystem2();
    SubSystem3();
}

int main(void) {
    FacadeWork();
    return 0;
}

2.2 享元模式：对象复用省内存

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAX_POOL 5

typedef struct Flyweight {
    char key[10];
    void (*Operate)(void);
} Flyweight;

static Flyweight pool[MAX_POOL];
static int pool_cnt = 0;

Flyweight* GetFlyweight(const char* key) {
    for(int i=0; i<pool_cnt; i++) {
        if(strcmp(pool[i].key, key) == 0) {
            printf("复用已有：%s\n", key);
            return &pool[i];
        }
    }
    strcpy(pool[pool_cnt].key, key);
    printf("创建新对象：%s\n", key);
    return &pool[pool_cnt++];
}

2.3 代理模式：控制对象访问

#include <stdio.h>

typedef struct Subject {
    void (*Request)(void);
} Subject;

void RealRequest(void) {
    printf("真实业务执行\n");
}

void ProxyRequest(void) {
    printf("代理前置：权限校验\n");
    RealRequest();
    printf("代理后置：日志记录\n");
}

int main(void) {
    Subject proxy = {ProxyRequest};
    proxy.Request();
    return 0;
}

三、对比表格

外观模式
统一封装 | 简化调用 | 降低耦合

↓

享元模式
对象复用 | 节省内存 | 区分内外状态

↓

代理模式
控制访问 | 预处理 | 替代原对象

四、核心流程图

flowchart TB subgraph 结构型续["结构型模式（续）"] A["外观模式<br/>统一封装简化"] B["享元模式<br/>对象复用省内存"] C["代理模式<br/>控制对象访问"] end A --> B B --> C

五、常见问题解决

问题	原因	解决方案
享元模式内外状态混淆	概念不清	内部状态可共享，外部状态不可
代理vs装饰器	目的混淆	代理替代对象，装饰器增强对象
外观过度封装	过度使用	仅在调用复杂时使用

六、总结

本文介绍了3种结构型设计模式的剩余部分。加上期介绍的4种，结构型模式全部完成。

来自 linuxros.cn · linuxROS

结构型模式总结：

模式	核心作用
适配器	接口转换
桥接	分离抽象与实现
装饰器	动态添加功能
组合	树形结构
外观	统一简化入口
享元	对象复用
代理	控制访问

下期预告：《C语言实现行为型模式：策略、模板方法、观察者》—— 行为型模式详解。

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