C++ 設計模式 外觀模式 The Facade Pattern

介紹

Facade Pattern 為一組複雜的子系統提供了一個統一的簡單接口，它是一種結構型設計模式。

它隐藏了子系統的複雜性，并向用戶端提供了一個簡單的接口來通路子系統。通過使用 Facade 模式，用戶端可以友善地使用子系統，而不必了解子系統的内部細節。

Facade 模式由以下三個角色組成：

1. Facade 類：它是一個Facade類，它定義了用戶端可以使用的簡單接口。
2. Subsystem 類：它是一組複雜的子系統，它們完成了用戶端請求的具體工作。
3. Client 類：它是一個用戶端類，它通過使用 Facade 類來請求子系統。

Facade 模式的優點包括：

1. 減少了用戶端和子系統的耦合。
2. 提高了子系統的獨立性。
3. 提高了用戶端的可用性。
4. 提高了系統的整體容錯性。

在 C++ 中，Facade 模式可以使用繼承群組合的方式實作。Facade 類可以繼承自 Subsystem 類，也可以包含一個 Subsystem 類的對象。在 C++ 中，Facade 模式常常用于提供簡單的接口來通路一組複雜的系統，進而簡化用戶端代碼。

示例

#include <iostream>

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

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

// Facade class
class Facade
{
private:
    SubsystemA *subA;
    SubsystemB *subB;

public:
    Facade()
    {
        subA = new SubsystemA();
        subB = new SubsystemB();
    }

    void operation()
    {
        std::cout << "Facade operation starts" << std::endl;
        subA->operationA();
        subB->operationB();
        std::cout << "Facade operation ends" << std::endl;
    }
};

// Client class
int main()
{
    Facade *facade = new Facade();
    facade->operation();
    return 0;
}
           

維基百科示例

C++ Programming: Code patterns design - Wikibooks, open books for an open world

/*Facade is one of the easiest patterns I think... And this is very simple example.

Imagine you set up a smart house where everything is on remote. So to turn the lights on you push lights on button - And same for TV,
AC, Alarm, Music, etc...

When you leave a house you would need to push a 100 buttons to make sure everything is off and are good to go which could be little 
annoying if you are lazy like me 
so I defined a Facade for leaving and coming back. (Facade functions represent buttons...) So when I come and leave I just make one 
call and it takes care of everything...
*/

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

class Alarm
{
public:
	void alarmOn()
	{
		cout << "Alarm is on and house is secured"<<endl;
	}

	void alarmOff()
	{
		cout << "Alarm is off and you can go into the house"<<endl;
	}
};

class Ac
{
public:
	void acOn()
	{
		cout << "Ac is on"<<endl;
	}

	void acOff()
	{
		cout << "AC is off"<<endl;
	}
};

class Tv
{
public:
	void tvOn()
	{
		cout << "Tv is on"<<endl;
	}

	void tvOff()
	{
		cout << "TV is off"<<endl;
	}
};

class HouseFacade
{
	Alarm alarm;
	Ac ac;
	Tv tv;

public:
	HouseFacade(){}

	void goToWork()
	{
		ac.acOff();
		tv.tvOff();
		alarm.alarmOn();
	}

	void comeHome()
	{
		alarm.alarmOff();
		ac.acOn();
		tv.tvOn();
	}
};

int main()
{
	HouseFacade hf;

	//Rather than calling 100 different on and off functions thanks to facade I only have 2 functions...
	hf.goToWork();
	hf.comeHome();
}
           

優缺點

Facade 模式的優缺點：

優點：

1. 可以隐藏代碼的複雜度，對用戶端友好。
2. 降低了錯誤使用的可能性。
3. 可以友善地将複雜系統移植到其他平台，因為用戶端隻依賴于Facade。

缺點：

1. Facade可能承擔太多的責任，最終變成 God Object 這種反設計模式。

God object - Wikipedia