Validating passwords in C++

Problems

編寫一個驗證密碼強度的程序，能夠根據預先定義的規則，按各類排列組合來設定密碼的強度。
最小要求，每一個密碼都必須知足最小長度要求。
額外要求，能夠添加其餘規則限制，例如：

• 至少存在一個數字
• 至少存在一個特殊字符
• 至少同時存在一個大寫和小寫字母
• ...

分析

熟悉設計模式的讀者確定知道，這裏描述的問題是一個典型的裝飾器（Decorator）模式問題。
裝飾器模式在不改變現有對象結構的狀況下，動態地給該對象增長一些行爲，而不會影響相同類型的其餘對象。

• 優勢

採用裝飾器模式擴展對象的功能比採用繼承方式更加靈活。
能夠設計出多個不一樣的具體裝飾類，創造出多個不一樣行爲的組合。

• 缺點

裝飾器模式增長了許多子類，過分使用會使程序變得很複雜。

多個裝飾器能夠彼此疊加，每次添加新功能。 在這個案例中，驗證給定密碼是否符合特定組合的要求。

模型

先看看整個validating passwords模型

實現

校驗器Validator

• 首先定義基類

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

基類Validator 定義了契約方法validate，帶有表示密碼的字符串參數。

• 再定義子類

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_;
};

子類LengthValidator 實現了密碼最小長度的強制性要求。

• 裝飾器類

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_;
};

• 具體的裝飾器類

數字密碼校驗

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;
  }
};

大小寫字母校驗

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;
  }
};

特殊符號校驗

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;
  }
};

實例

最後舉個簡單的例子

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;
}