C++ 设计模式 外观模式 The Facade Pattern

介绍

Facade Pattern 为一组复杂的子系统提供了一个统一的简单接口，它是一种结构型设计模式。

它隐藏了子系统的复杂性，并向客户端提供了一个简单的接口来访问子系统。通过使用 Facade 模式，客户端可以方便地使用子系统，而不必了解子系统的内部细节。

Facade 模式由以下三个角色组成：

1. Facade 类：它是一个Facade类，它定义了客户端可以使用的简单接口。
2. Subsystem 类：它是一组复杂的子系统，它们完成了客户端请求的具体工作。
3. Client 类：它是一个客户端类，它通过使用 Facade 类来请求子系统。

Facade 模式的优点包括：

1. 减少了客户端和子系统的耦合。
2. 提高了子系统的独立性。
3. 提高了客户端的可用性。
4. 提高了系统的整体容错性。

在 C++ 中，Facade 模式可以使用继承和组合的方式实现。Facade 类可以继承自 Subsystem 类，也可以包含一个 Subsystem 类的对象。在 C++ 中，Facade 模式常常用于提供简单的接口来访问一组复杂的系统，从而简化客户端代码。

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;
}
           

维基百科示例

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();
}
           

优缺点

Facade 模式的优缺点：

优点：

1. 可以隐藏代码的复杂度，对客户端友好。
2. 降低了错误使用的可能性。
3. 可以方便地将复杂系统移植到其他平台，因为客户端只依赖于Facade。

缺点：

1. Facade可能承担太多的责任，最终变成 God Object 这种反设计模式。

God object - Wikipedia