Мотивация. Разумно управлять доступом к объекту, поскольку тогда можно отложить расходы на создание и инициализацию до момента

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 реализации 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.

На следующей диаграмме классов этот пример показан более подробно.

Редактор документов получает доступ к встроенным изображениям только через интерфейс, определенный в абстрактном классе Graphic. ImageProxy – это класс для представления изображений, создаваемых по требованию. В ImageProxy хранится имя файла, играющее роль ссылки на изображение, которое находится на диске. Имя файла передается конструктору класса ImageProxy.

В объекте ImageProxy находятся также ограничивающий прямоугольник изображения и ссылка на экземпляр реального объекта Image. Ссылка остается недействительной, пока заместитель не инстанцирует реальное изображение.

Операцией Draw гарантируется, что изображение будет создано до того, как заместитель переадресует ему запрос. Операция Get Extent переадресует запрос изображению, только если оно уже инстанцировано; в противном случае ImageProxy возвращает размеры, которые хранит сам.