（二）结构型模式：6、外观模式（Facade Pattern）（C++实例）

news2024/12/23 3:24:40

1、外观模式（Facade Pattern）含义

2、外观模式的UML图学习

3、外观模式的应用场景

4、外观模式的优缺点

5、C++实现外观模式的简单实例

1、外观模式（Facade Pattern）含义

外观模式（Facade Pattern），为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

（1）外观模式隐藏了子系统的复杂性，为客户端提供了一个简单的接口，使得客户端更容易使用子系统。

（2）外观模式的核心思想是通过创建一个外观类（也称为门面类），将客户端与子系统解耦，客户端只需要通过外观类来与子系统进行交互，而不需要直接调用子系统的接口。

2、外观模式的UML图学习

在外观模式中，有以下几个关键角色：

（1）外观（Facade）：外观类是外观模式的核心，它提供了一个简单的接口，用于访问子系统中的一组接口。外观类封装了对子系统的调用，隐藏了子系统的复杂性，为客户端提供了一个简单的接口。

（2）子系统（Subsystem）：子系统是实现具体功能的一组类或模块。每个子系统都有自己的一组接口和实现逻辑。子系统可以是一个或多个类的集合。

（3）客户端（Client）：客户端通过外观类来与子系统进行交互。客户端不需要直接调用子系统的接口，而是通过外观类提供的简单接口来完成操作。

在外观模式中，外观类充当了客户端与子系统之间的中介，它将客户端的请求转发给子系统，并将子系统的结果返回给客户端。这样，客户端只需要与外观类进行交互，而无需了解子系统的具体实现细节。

外观模式的目的是简化客户端与子系统之间的交互，降低耦合度，提高系统的可维护性和可扩展性。

3、外观模式的应用场景

（1）当需要简化复杂子系统的接口并提供一个统一的接口时。

（2）当需要将客户端与子系统解耦，以降低客户端与子系统之间的依赖性时。

（3）当需要对子系统进行封装，隐藏其复杂性，提高系统的易用性和可维护性时。

4、外观模式的优缺点

（1）优点：

1）简化接口：外观模式提供了一个简单的接口，隐藏了子系统的复杂性。客户端只需要与外观类进行交互，无需了解子系统的具体实现细节，从而简化了客户端的调用过程。

2）解耦子系统和客户端：外观模式将客户端与子系统之间的依赖关系解耦，使得它们可以独立演化。当子系统发生变化时，只需要调整外观类即可，而不会影响到客户端。

3）提高可维护性：外观模式将复杂的子系统封装在一个外观类中，使得系统结构更加清晰，易于理解和维护。对于客户端来说，只需要关注外观类的接口，而不需要关心子系统的具体实现。

4）提高代码复用性：外观模式可以将一些常用的操作封装在外观类中，供多个客户端共享使用，从而提高了代码的复用性。

（2）缺点：

1）不符合开闭原则：当需要新增或修改子系统的功能时，可能需要修改外观类的代码。这违反了开闭原则，可能会导致外观类的修改引起其他客户端的不稳定。

2）可能引入性能问题：外观模式可能会引入一层间接调用，导致系统性能下降。因此，在设计时需要权衡系统的性能和代码结构的清晰度。

3）可能增加系统复杂性：如果一个系统本身就很简单，使用外观模式可能会增加不必要的复杂性，使得代码变得冗余。

总体来说，外观模式是一种有用的设计模式，可以提供简化的接口，解耦子系统和客户端，并提高系统的可维护性和可扩展性。但在使用时需要注意遵循设计原则，权衡好代码的灵活性、性能和复杂性。

5、C++实现外观模式的简单实例


#include <iostream>

// 子系统A
class SubsystemA
{
public:
    void operationA() 
    {
        std::cout << "Subsystem A operation" << std::endl;
    }
};

// 子系统B
class SubsystemB 
{
public:
    void operationB() 
    {
        std::cout << "Subsystem B operation" << std::endl;
    }
};

// 外观类
class Facade 
{
private:
    SubsystemA subsystemA;
    SubsystemB subsystemB;

public:
    void operation() 
    {
        subsystemA.operationA();
        subsystemB.operationB();
    }
};

int main() 
{
    // 创建外观对象
    Facade facade;

    // 调用外观对象的操作方法
    facade.operation();

    return 0;
}

在上述示例中，我们定义了两个子系统类 SubsystemA 和 SubsystemB，分别具有自己的操作方法 operationA 和 operationB。

然后，我们创建了一个外观类 Facade，该类持有 SubsystemA 和 SubsystemB 的实例，并提供了一个操作方法 operation，该方法内部调用了子系统的操作方法。

在 main 函数中，我们创建了一个外观对象 facade，并通过调用 facade.operation() 来间接访问子系统的功能。

运行以上代码，输出将会是：