Validating passwords in C++

Problems

编写一个验证密码强度的程序，可以根据预先定义的规则，按各种排列组合来设定密码的强度。
最小要求，每个密码都必须满足最小长度要求。
额外要求，可以添加其他规则限制，例如：

• 至少存在一个数字
• 至少存在一个特殊字符
• 至少同时存在一个大写和小写字母
• ...

分析

熟悉设计模式的读者肯定知道，这里描述的问题是一个典型的装饰器（Decorator）模式问题。
装饰器模式在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些行为，而不会影响相同类型的其他对象。

• 优点

采用装饰器模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活。
可以设计出多个不同的具体装饰类，创造出多个不同行为的组合。

• 缺点

装饰器模式增加了许多子类，过度使用会使程序变得很复杂。

多个装饰器可以彼此叠加，每次添加新功能。 在这个案例中，验证给定密码是否符合特定组合的要求。

模型

先看看整个validating passwords模型

实现

校验器Validator

• 首先定义基类

struct Validator {
  virtual ~Validator() {}
  virtual bool validate(std::string_view) = 0;
};

基类Validator 定义了契约方法validate，带有表示密码的字符串参数。

• 再定义子类

struct LengthValidator final : Validator {
  LengthValidator(unsigned int length) : length_{length} {}

  bool validate(std::string_view password) override {
    return password.length() >= length_;
  }

private:
  unsigned int length_;
};

子类LengthValidator 实现了密码最小长度的强制性要求。

• 装饰器类

struct ValidatorDecorator : Validator {
  explicit ValidatorDecorator(std::unique_ptr<Validator> validator) :
      impl_(std::move(validator)) {}

  virtual bool validate(std::string_view password) override {
    return impl_->validate(password);
  }

private:
  std::unique_ptr<Validator> impl_;
};

• 具体的装饰器类

数字密码校验

struct DigitalPasswordValidator final : ValidatorDecorator {
  explicit DigitalPasswordValidator(std::unique_ptr<Validator> validator) :
      ValidatorDecorator(std::move(validator)) {}

  bool validate(std::string_view password) override {
    if (!ValidatorDecorator::validate(password)) return false;

    return password.find_first_of("0123456789") != std::string::npos;
  }
};

大小写字母校验

struct CasePasswordValidator final : ValidatorDecorator {
  explicit CasePasswordValidator(std::unique_ptr<Validator> validator) :
      ValidatorDecorator(std::move(validator)) {}

  bool validate(std::string_view password) override {
    if (!ValidatorDecorator::validate(password)) return false;

    bool has_lower = false;
    bool has_upper = false;

    std::for_each(begin(password), end(password), [&](const auto ch) {
      if (islower(ch)) has_lower = true;
      else if (isupper(ch)) has_upper = true;
    });

    return has_lower && has_upper;
  }
};

特殊符号校验

struct SymbolPasswordValidator final : ValidatorDecorator {
  explicit SymbolPasswordValidator(std::unique_ptr<Validator> validator) :
      ValidatorDecorator(std::move(validator)) {}

  bool validate(std::string_view password) override {
    if (!ValidatorDecorator::validate(password)) return false;

    return password.find_first_of("`~!@#$%^&*-_=+(){}[]?<>,./") != std::string::npos;
  }
};

实例

最后举个简单的例子

int main() {
  auto validator = std::make_unique<LengthValidator>(8);
  auto num_validator = std::make_unique<DigitalPasswordValidator>(std::move(validator));

  assert(num_validator->validate("abcd123,./"));
  assert(!num_validator->validate("abcdvdfs,./"));

  auto num_symbol_case_validator = std::make_unique<DigitalPasswordValidator>(
      std::make_unique<SymbolPasswordValidator>(
          std::make_unique<CasePasswordValidator>(
              std::make_unique<LengthValidator>(8))));

  assert(num_symbol_case_validator->validate("Abc123!@#"));
  assert(!num_symbol_case_validator->validate("Abc12"));

  return 0;
}