C++设计模式整理007-外观模式

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10. 外观模式

10.1 实例2

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10. 外观模式

        外观模式：为子系统中的一组接口定义一个一致的界面；外观模式提供一个高层的接口，这个接口使得这一子系统更加容易被使用；对于复杂的系统，系统为客户端提供一个简单的接口，把负责的实现过程封装起来，客户端不需要连接系统内部的细节。

        以下情形建议考虑外观模式：

                1. 设计初期阶段，应有意识的将不同层分离，层与层之间建立外观模式。

                2. 开发阶段，子系统越来越复杂，使用外观模式提供一个简单的调用接口。

                3. 一个系统可能已经非常难易维护和扩展，但又包含了非常重要的功能，可以为其开发一个外观类，使得新系统可以方便的与其交互。

        优点：

                1. 实现了子系统与客户端之间的松耦合关系。

                2. 客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需要处理的对象数据，使得子系统使用起来更方便容易。

                3. 更好的划分了设计层次，对于后期维护更加的容易。

/*
 * 关键代码：客户与系统之间加一个外观层，外观层处理系统的调用关系、依赖关系等。
 *以下实例以电脑的启动过程为例，客户端只关心电脑开机的、关机的过程，并不需要了解电脑内部子系统的启动过程。
*/
#include <iostream>

using namespace std;

//抽象控件类，提供接口
class Control
{
public:
    virtual void start() = 0;
    virtual void shutdown() = 0;
};

//子控件， 主机
class Host : public Control
{
public:
    void start() override
    {
        cout << "Host start" << endl;
    }
    void shutdown() override
    {
        cout << "Host shutdown" << endl;
    }
};

//子控件， 显示屏
class LCDDisplay : public Control
{
public:
    void start() override
    {
        cout << "LCD Display start" << endl;
    }
    void shutdown() override
    {
        cout << "LCD Display shutdonw" << endl;
    }
};

//子控件， 外部设备
class Peripheral : public Control
{
public:
    void start() override
    {
        cout << "Peripheral start" << endl;
    }
    void shutdown() override
    {
        cout << "Peripheral shutdown" << endl;
    }
};

class Computer
{
public:
    void start()
    {
        m_host.start();
        m_display.start();
        m_peripheral.start();
        cout << "Computer start" << endl;
    }
    void shutdown()
    {
        m_host.shutdown();
        m_display.shutdown();
        m_peripheral.shutdown();
        cout << "Computer shutdown" << endl;
    }
private:
    Host   m_host;
    LCDDisplay m_display;
    Peripheral   m_peripheral;
};

int main()
{
    Computer computer;
    computer.start();

    //do something

    computer.shutdown();

    return 0;
}

10.1 实例2

        外观模式应该是用的很多的一种模式，特别是当一个系统很复杂时，系统提供给客户的是一个简单的对外接口，而把里面复杂的结构都封装了起来。客户只需使用这些简单接口就能使用这个系统，而不需要关注内部复杂的结构。DP一书的定义：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面， 外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

        举个编译器的例子，假设编译一个程序需要经过四个步骤：词法分析、语法分析、中间代码生成、机器码生成。学过编译都知道，每一步都很复杂。对于编译器这个系统，就可以使用外观模式。可以定义一个高层接口，比如名为Compiler的类，里面有一个名为Run的函数。客户只需调用这个函数就可以编译程序，至于Run函数内部的具体操作，客户无需知道。下面给出UML图，以编译器为实例。

 

        相应的代码实现为：

class Scanner
{
public:
	void Scan() { cout<<"词法分析"<<endl; }
};

class Parser
{
public:
	void Parse() { cout<<"语法分析"<<endl; }
};

class GenMidCode
{
public:
	void GenCode() { cout<<"产生中间代码"<<endl; }
};

class GenMachineCode
{
public:
	void GenCode() { cout<<"产生机器码"<<endl;}
};

//高层接口
class Compiler
{
public:
	void Run() 
	{
		Scanner scanner;
		Parser parser;
		GenMidCode genMidCode;
		GenMachineCode genMacCode;
		
		scanner.Scan();
		parser.Parse();
		genMidCode.GenCode();
		genMacCode.GenCode();
	}
};

        客户使用方式：

int main()
{
	Compiler compiler;
	compiler.Run();
	return 0;
}

        这就是外观模式，它有几个特点（摘自DP一书），（1）它对客户屏蔽子系统组件，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）它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。（3）如果应用需要，它并不限制它们使用子系统类。

        结合上面编译器这个例子，进一步说明。对于（1），编译器类对客户屏蔽了子系统组件，客户只需处理编译器的对象就可以方便的使用子系统。对于（2），子系统的变化，不会影响到客户的使用，体现了子系统与客户的松耦合关系。对于（3），如果客户希望使用词法分析器，只需定义词法分析的类对象即可，并不受到限制。

外观模式在构建大型系统时非常有用。

 

参考资料：https://blog.youkuaiyun.com/wuzhekai1985/article/details/6667564

参考资料：https://www.cnblogs.com/chengjundu/p/8473564.html