引言
好不容易盼到周末啦!Jungle想吃点好的犒劳自己!吃什么呢?回锅肉!是的,吃回锅肉!
可是这过程好麻烦啊,先得去市场里买肉,买回来得洗好,然后切好,再炒肉,最后才能吃上!不仅过程繁杂,而且Jungle还得跟市场、厨房打交道,想想都头大。
如果有个厨师就好了,Jungle直接告诉厨师“我要吃回锅肉”,20分钟后厨师直接端上来就开吃。而中间那些买肉洗肉切肉的过程Jungle统统不关心了,而且Jungle也不必再关心市场和厨房,直接和厨师说句话就ok!真是方便!
在这个例子中,厨师整合了一系列复杂的过程,外界(Jungle)只需与厨师交互即可。在软件设计模式中,有一类设计模式正式如此——外观模式。
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外观模式简介
外观模式是一种使用频率较高的设计模式,它提供一个外观角色封装多个复杂的子系统,简化客户端与子系统之间的交互,方便客户端使用。外观模式可以降低系统的耦合度。如果没有外观类,不同的客户端在需要和多个不同的子系统交互,系统中将存在复杂的引用关系,如下图。引入了外观类,原有的复杂的引用关系都由外观类实现,不同的客户端只需要与外观类交互。
外观模式: 为子系统中的一组接口提供一个统一的入口。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。
外观模式的应用很多,比如浏览器,用户要查找什么东西,不论是浏览知乎、腾讯或者CSDN,用户都只需要打开浏览器即可,剩下的搜索工作由浏览器完成。
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外观模式结构
外观模式的UML结构图如下所示:
外观模式一共有以下角色:
- Facade(外观角色):外观角色可以知道多个相关子系统的功能,它将所有从客户端发来的请求委派给相应的子系统,传递给相应的子系统处理。
- SubSystem(子系统角色):子系统是一个类,或者由多个类组成的类的集合,它实现子系统具体的功能。
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外观模式代码实例
电脑主机(Mainframe)中只需要按下主机的开机按钮(powerOn),即可调用其他硬件设备和软件的启动方法,如内存(Memory)的自检(selfCheck)、CPU的运行(run)、硬盘(HardDisk)的读取(read)、操作系统(OS)的载入(load)等。如果某一过程发生错误则电脑开机失败。
这里Jungle用外观模式来模拟该过程,该例子UML图如下:
3.1.子系统类
本例中一共有4个子系统,因此设计4个类:Memory、CPU、HardDisk和OS,并且每个子系统都有自己独立的流程。
代码语言:javascript复制//子系统:内存
class Memory
{
public:
Memory(){}
void selfCheck(){
printf("…………内存自检……n");
}
};
//子系统:CPU
class CPU
{
public:
CPU(){}
void run(){
printf("…………运行CPU运行……n");
}
};
//子系统:硬盘
class HardDisk
{
public:
HardDisk(){}
void read(){
printf("…………读取硬盘……n");
}
};
//子系统:操作系统
class OS
{
public:
OS(){}
void load(){
printf("…………载入操作系统……n");
}
};
3.2.外观类设计
代码语言:javascript复制//外观类
class Facade
{
public:
Facade(){
memory = new Memory();
cpu = new CPU();
hardDisk = new HardDisk();
os = new OS();
}
void powerOn(){
printf("正在开机……n");
memory->selfCheck();
cpu->run();
hardDisk->read();
os->load();
printf("开机完成!n");
}
private:
Memory *memory;
CPU *cpu;
HardDisk *hardDisk;
OS *os;
};
3.3.客户端代码示例
代码语言:javascript复制#include <iostream>
#include "FacadePattern.h"
int main()
{
Facade *facade = new Facade();
facade->powerOn();
printf("nn");
system("pause");
return 0;
}
看到了吗,客户端的代码就是如此简单,跟子系统无关!
3.4.结果
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总结
优点:
- 外观模式使得客户端不必关心子系统组件,减少了与客户端交互的对象的数量,简化了客户端的编程;
- 外观模式可以大大降低系统的耦合度;
- 子系统的变化并不需要修改客户端,只需要适当修改外观类即可;
- 子系统之间不会相互影响。
缺点:
- 如果需要增加或者减少子系统,需要修改外观类,违反开闭原则;
- 并不能限制客户端直接与子系统交互,但如果加强限制,又使得系统灵活度降低。
适用场景:
- 为访问一系列复杂的子系统提供一个统一的、简单的入口,可以使用外观模式;
- 客户端与多个子系统之间存在很大依赖,但在客户端编程,又会增加系统耦合度,且使客户端编程复杂,可以使用外观模式。