【设计模式】结构型模式：外观模式

意图

外观模式是一种结构型设计模式， 能为程序库、 框架或其他复杂类提供一个简单的接口。

问题

假设你必须在代码中使用某个复杂的库或框架中的众多对象。正常情况下，需要负责所有对象的初始化工作、管理其依赖关系并按正确的顺序执行方法等。最终，程序中类的业务逻辑将与第三方类的实现细节紧密耦合，使得理解和维护代码的工作很难进行。

解决方案

外观类为包含许多活动部件的复杂子系统提供一个简单的接口。与直接调用子系统相比，外观提供的功能可能比较有限，但它却包含了客户端真正关心的功能。
如果你的程序需要与包含几十种功能的复杂库整合，但只需使用其中非常少的功能，那么使用外观模式会非常方便。

示例代码

#include 

class Subsystem1 {
 public:
  std::string Operation1() const {
    return "Subsystem1: Ready!\n";
  }
  // ...
  std::string OperationN() const {
    return "Subsystem1: Go!\n";
  }
};

class Subsystem2 {
 public:
  std::string Operation1() const {
    return "Subsystem2: Get ready!\n";
  }
  // ...
  std::string OperationZ() const {
    return "Subsystem2: Fire!\n";
  }
};

class Facade {
 protected:
  Subsystem1* m_subsystem1;
  Subsystem2* m_subsystem2;
 public:
  Facade(Subsystem1 *subsystem1 = nullptr,
         Subsystem2 *subsystem2 = nullptr) {
    this->m_subsystem1 = subsystem1 ? subsystem1 : new Subsystem1;
    this->m_subsystem2 = subsystem2 ? subsystem1 : new Subsystem2;
  }
  ~Facade() {
    delete m_subsystem1;
    delete m_subsystem2;
  }

  std::string Operation() {
    std::string result = "Facade initializes subsystems:\n";
    result += this->m_subsystem1->Operation1();
    result += this->m_subsystem2->Operation1();
    result += "Facade orders subsystems to perform the action:\n";
    result += this->m_subsystem1->OperationN();
    result += this->m_subsystem2->OperationZ();
    return result;
  }
};

void ClientCode(Facade *facade) {
  // ...
  std::cout << facade->Operation();
  // ...
}

int main() {
  Subsystem1* subsystem1 = new Subsystem1;
  Subsystem2* subsystem2 = new Subsystem2;
  Facade* facade = new Facade(subsystem1, subsystem2);
  ClientCode(facade);

  delete facade;
  return 0;
}

外观模式结构

外观模式 UML 图

小结

适合应用场景

• 如果你需要一个指向复杂子系统的直接接口，且该接口的功能有限，则可以使用外观模式。
• 如果需要将子系统组织为多层结构，可以使用外观。

优点

• 可以让自己的代码独立于复杂子系统。
• 降低了大型软件系统中的编译依赖性，简化了系统在不同平台的移植过程。编译一个子系统不需要编译其他子系统；修改一个子系统不影响其他子系统；子系统内部变化也不会影响到外观对象。

缺点

• 外观可能成为与程序中所有类都耦合的上帝对象。

参考

22种设计模式：refactoringguru.cn/design-patterns
《设计模式：可复用面向对象软件的基础》