C++设计模式——外观模式

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本文深入讲解外观模式，探讨其如何简化复杂子系统的接口，提供统一的高层接口，增强子系统的独立性和易用性。通过实例演示外观模式在实际场景中的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

概述
想想我们小时候玩的四驱车，里面的构造很复杂，马达，舵机，电池组等等，而我们控制它却非常简单，只要打开电池开关，他就可以跑。我们其实不用知道它里面是如何工作，只要知道拨动开关它就可以工作就行了，这个开关其实就四驱车给我们的一个友好的组件，使得我们可以很方便的控制它。

外观模式其实定义了一个高层接口，该接口为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，使得这一子系统更加容易使用。
在这里插入图片描述

在这个对象图中，出现了两个角色：

外观(Facade)角色：客户端可以调用这个角色的方法。此角色知晓相关的(一个或者多个)子系统的功能和责任。在正常情况下，本角色会将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去。

子系统(subsystem)角色：可以同时有一个或者多个子系统。每一个子系统都不是一个单独的类，而是一个类的集合。每一个子系统都可以被客户端直接调用，或者被外观角色调用。子系统并不知道外观的存在，对于子系统而言，外观仅仅是另外一个客户端而已。

要点
1．Facade模式对客户屏蔽了子系统组件，因而减少了客户处理的对象的数目并使得子系统使用起来更加方便。

2．Facade模式实现了子系统与客户之间的松耦合关系，而子系统内部的功能组件往往是紧耦合的。松耦合关系使得子系统的组件变化不会影响到它的客户。

3．如果应用需要，它并不限制它们使用子系统类。因此你可以在系统易用性与通用性之间选择。

在外观模式中，通常只需要一个外观类，并且此外观类只有一个实例，换言之它是一个单例类。当然这并不意味着在整个系统里只能有一个外观类，而仅仅是说对每一个子系统只有一个外观类。或者说，如果一个系统有好几个子系统的话，每一个子系统有一个外观类，整个系统可以有数个外观类。
外观模式的用意是为子系统提供一个集中化和简化的沟通管道，而不建议向子系统加入新的行为。
外观模式注重的是简化接口，它更多的时候是从架构的层次去看整个系统，而并非单个类的层次。
适用性和优缺点
适用性
1．为一个复杂子系统提供一个简单接口。

2．提高子系统的独立性。

3．在层次化结构中，可以使用Facade模式定义系统中每一层的入口。

优点

松散耦合
外观模式松散了客户端与子系统的耦合关系，让子系统内部的模块能更容易扩展和维护。即要点2.
简单易用
外观模式让子系统更加易用，客户端不再需要了解子系统内部的实现，也不需要跟众多子系统内部的模块进行交互，只需要跟外观交互就可以了，相当于外观类为外部客户端使用子系统提供了一站式服务。
更好的划分访问层次
通过合理使用Facade，可以帮助我们更好的划分访问的层次。有些方法是对系统外的，有些方法是系统内部使用的。把需要暴露给外部的功能集中到外观中，这样既方便客户端使用，也很好的隐藏了内部的细节。

缺点
过多的或者是不太合理的Facade也容易让人迷惑，到底是调用Facade好呢，还是直接调用模块好。

using namespace std;

class SysA
{
public:
	void operationA() {
		cout << "sysA。。。" << endl;
	}
};

class SysB
{
public:
	void operationB() {
		cout << "sysB。。。" << endl;
	}
};

class SysC
{
public:
	void operationC() {
		cout << "sysC。。。" << endl;
	}
};

class SysD
{
public:
	void operationD() {
		cout << "sysD。。。" << endl;
	}
};

class Facade
{
public:
	void methodOne()
	{
		sysa.operationA();
		sysb.operationB();
	}

	void methodTwo()
	{
		sysc.operationC();
		sysd.operationD();
	}

private:
	SysA sysa;
	SysB sysb;
	SysC sysc;
	SysD sysd;
};


int main(void)
{
	/*
	SysA sa;
	SysB sb;
	sa.operationA();
	sb.operationB();
	*/

	Facade fa;
	//AB 方法组合
	fa.methodOne();

	//CD 组合
	fa.methodTwo();
	
	return 0;
}

外观模式家庭影院练习

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <iostream>

using namespace std;


/*
根据类图，实现家庭影院外观模式应用。
实现KTV模式：电视打开，灯关掉，音响打开，麦克风打开，dvd打开；
实现游戏模式：电视打开，音响打开，游戏机打开。
*/
class TV
{
public:
	void On() {
		cout << "电视打开了" << endl;
	}
	void Off() {
		cout << "电视关闭了" << endl;
	}
};
class DVD
{
public:
	void On() {
		cout << "DVD打开了" << endl;
	}
	void Off() {
		cout << "DVD关闭了" << endl;
	}
};

class Xbox
{
public:
	void On() {
		cout << "Xbox打开了" << endl;
	}
	void Off() {
		cout << "Xbox关闭了" << endl;
	}
};

class MikePhone
{
public:
	void On() {
		cout << "MikePhone打开了" << endl;
	}
	void Off() {
		cout << "MikePhone关闭了" << endl;
	}
};

class Light
{
public:
	void On() {
		cout << "Light打开了" << endl;
	}
	void Off() {
		cout << "Light关闭了" << endl;
	}
};
class HomePlayer
{
public:
	//ktv模式的接口
	void doKTV() {
		light.Off();
		tv.On();
		dvd.On();
	}
	//游戏模式的接口
	void doGame()
	{
		tv.On();
		xbox.On();
	}
	Light light;
	TV tv;
	MikePhone mike;
	Xbox xbox;
	DVD dvd;
};
int main(void)
{
	HomePlayer hp;

	cout << "进入ktv模式" << endl;
	hp.doKTV();

	cout << "进入游戏模式" << endl;
	hp.doGame();
	
	return 0;
}