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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