10 C++设计模式之外观（Facade）模式

外观模式定义

外观模式（Facade），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。

外观模式优缺点

优点

• 对客户屏蔽子系统组件，减少了客户处理的对象数目并使得子系统使用起来更加容易。通过引入外观模式，客户代码将变得很简单，与之关联的对象也很少。
• 实现了子系统与客户之间的松耦合关系，这使得子系统的组件变化不会影响到调用它的客户类，只需要调整外观类即可。
• 降低了大型软件系统中的编译依赖性，并简化了系统在不同平台之间的移植过程，因为编译一个子系统一般不需要编译所有其他的子系统。一个子系统的修改对其他子系统没有任何影响，而且子系统内部变化也不会影响到外观对象。
• 只是提供了一个访问子系统的统一入口，并不影响用户直接使用子系统类。
• 完美的体现了依赖倒转原则和迪米特法则

缺点

• 不能很好地限制客户使用子系统类，如果对客户访问子系统类做太多的限制则减少了可变性和灵活性。
• 在不引入抽象外观类的情况下，增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码，违背了“开闭原则”。

外观模式构成与实现

构成

• 外观（Facade）提供了一种访问特定子系统功能的便捷方式，其了解如何重定向客户端请求，知晓如何操作一切活动部件。
• 创建附加外观（Additional Facade） 类可以避免多种不相关的功能污染单一外观，使其变成又一个复杂结构。客户端和其他外观都可使用附加外观。
• 复杂子系统（Complex Subsystem）由数十个不同对象构成。如果要用这些对象完成有意义的工作，你必须深入了解子系统的实现细节，比如按照正确顺序初始化对象和为其提供正确格式的数据。子系统类不会意识到外观的存在，它们在系统内运作并且相互之间可直接进行交互。
• 客户端（Client）使用外观代替对子系统对象的直接调用。

实例

SubSystem.h:

#ifndef SUB_SYSTEM_H_
#define SUB_SYSTEM_H_

#include

// 内存
class Memory {
 public:
    Memory() {}
    void selfCheck() {
        std::cout << "内存自检中..." << std::endl;
        std::cout << "内存自检完成!" << std::endl;
    }
};

// 处理器
class Processor {
 public:
    Processor() {}
    void run() {
        std::cout << "启动CPU中..." << std::endl;
        std::cout << "启动CPU成功!" << std::endl;
    }
};

// 硬盘
class HardDisk {
 public:
    HardDisk() {}
    void read() {
        std::cout << "读取硬盘中..." << std::endl;
        std::cout << "读取硬盘成功!" << std::endl;
    }
};

// 操作系统
class OS {
 public:
    OS() {}
    void load() {
        std::cout << "载入操作系统中..." << std::endl;
        std::cout << "载入操作系统成功!" << std::endl;
    }
};

#endif  // SUB_SYSTEM_H_
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Facade.h:

#ifndef FACADE_H_
#define FACADE_H_

#include "SubSystem.h"

class ComputerOperator {
 public:
    ComputerOperator() {
        memory_ = new Memory();
        processor_ = new Processor();
        hard_disk_ = new HardDisk();
        os_ = new OS();
    }
    ~ComputerOperator() {
        delete memory_;
        delete processor_;
        delete hard_disk_;
        delete os_;
        memory_ = nullptr;
        processor_ = nullptr;
        hard_disk_ = nullptr;
        os_ = nullptr;
    }

    void powerOn() {
        std::cout << "正在开机..." << std::endl;
        memory_->selfCheck();
        processor_->run();
        hard_disk_->read();
        os_->load();
        std::cout << "开机成功!" << std::endl;
    }

 private:
    Memory* memory_;
    Processor* processor_;
    HardDisk* hard_disk_;
    OS* os_;
};

#endif  // FACADE_H_
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main.cpp:

#include "Facade.h"

int main() {
    system("chcp 65001");
    ComputerOperator* computer_operator = new ComputerOperator();
    computer_operator->powerOn();
    delete computer_operator;
    system("pause");
}
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输出：