【C++设计模式之外观模式】分析及示例

简介

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式。它提供了一个简化接口，使得客户端能够更方便地访问子系统中的一组接口。外观模式定义了一个高层接口，这个接口可以包含子系统中多个接口的功能，从而简化了客户端的使用。

描述

外观模式包含以下角色：

1. 外观类（Facade）：提供了一个简化接口，隐藏了系统的复杂性。客户端只需要调用外观类中的方法即可。
2. 子系统类（Subsystem）：实现了系统的功能，可以由客户端直接访问。

原理

外观模式的原理是对子系统进行封装，隐藏子系统的复杂性，提供一个简洁的接口供客户端使用。外观类通过调用子系统类来实现客户端的请求，从而简化了客户端的代码。

示例

假设要实现一个计算器程序，它可以进行加、减、乘、除四则运算。我们可以将加减乘除的操作封装在子系统类中，然后用一个外观类来对外提供接口。

以下是一个简单的外观模式示例：

#include 
using namespace std;

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

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

class SubsystemC {
public:
    void operationC() {
        cout << "Subsystem C operation" << endl;
    }
};

class Facade {
public:
    Facade() {
        one = new SubsystemA();
        two = new SubsystemB();
        three = new SubsystemC();
    }
    void operation() {
        one->operationA();
        two->operationB();
        three->operationC();
    }
private:
    SubsystemA *one;
    SubsystemB *two;
    SubsystemC *three;
};

int main() {
    Facade facade;
    facade.operation();
    return 0;
}

输出结果

Subsystem A operation
Subsystem B operation
Subsystem C operation

示例解释

这个示例中，有三个子系统类：SubsystemA、SubsystemB和SubsystemC，它们都有一个自己的操作。然后在一个外观类Facade中将它们封装起来，在客户端只需要调用一次Facade类的操作即可。

结论及应用场景：

外观模式可以简化客户端代码，提高系统的可维护性和扩展性。它适用于以下情况：

1. 当一个复杂系统的子系统很多，且它们之间相互依赖，或者耦合度很高时，可以考虑采用外观模式。
2. 当客户端需要访问子系统的多个功能时，通过外观模式统一对外提供接口，可以简化客户端的使用。