外观模式（Facade Pattern）

概念

外观模式是一种结构设计模式，它提供了一个简单的接口，用于隐藏复杂的子系统，以便客户端可以通过外观对象与子系统进行交互。外观模式通过提供一个高层次的接口，简化了客户端与子系统之间的通信，使得客户端更容易使用子系统。

思想

外观模式的思想是将复杂的子系统封装在一个外观类中，客户端只需要与外观类进行交互，而不需要直接与子系统中的各个类进行交互。外观类充当了客户端与子系统之间的中介，提供了一个简化的接口，隐藏了底层的复杂性。

角色

1. 客户端（Client）：与外观对象进行交互，通过外观对象简化与子系统的通信。
2. 外观类（Facade）：封装了子系统的复杂逻辑，提供了一个简化的接口供客户端使用。
3. 子系统类（SubSystem）：实现了子系统的具体功能，由外观类进行调用。

优点

1. 简化接口：外观模式提供了一个简化的接口，隐藏了子系统的复杂性，使得客户端更容易使用子系统。
2. 解耦合：外观模式将客户端与子系统之间的耦合度降低，客户端不需要知道子系统的具体实现细节。
3. 提高灵活性：外观模式可以隔离客户端和子系统之间的变化，当子系统发生变化时，只需要修改外观类而不影响到客户端。

缺点

1. 违背开闭原则：如果需要修改子系统的行为，可能需要修改外观类的代码。
2. 不符合单一职责原则：外观类通常涉及多个子系统的逻辑，可能导致外观类变得庞大而复杂。

类图

@startuml
class Client {
    +execute(): void
}

class SubSystemA {
    +operationA(): void
}

class SubSystemB {
    +operationB(): void
}

class SubSystemC {
    +operationC(): void
}

class Facade {
    -subSystemA: SubSystemA
    -subSystemB: SubSystemB
    -subSystemC: SubSystemC
    +Facade()
    +executeOperation(): void
}

note right of Client::execute
    Facade facade = new Facade();
    facade.executeOperation();
end note

Client --> Facade
Facade *-- SubSystemA
Facade *-- SubSystemB
Facade *-- SubSystemC
@enduml

示例代码

#include <iostream>

// 子系统类A
class SubSystemA {
public:
    void operationA() {
        std::cout << "SubSystemA operationA" << std::endl;
    }
};

// 子系统类B
class SubSystemB {
public:
    void operationB() {
        std::cout << "SubSystemB operationB" << std::endl;
    }
};

// 子系统类C
class SubSystemC {
public:
    void operationC() {
        std::cout << "SubSystemC operationC" << std::endl;
    }
};

// 外观类
class Facade {
private:
    SubSystemA subSystemA;
    SubSystemB subSystemB;
    SubSystemC subSystemC;

public:
    Facade() {}

    void executeOperation() {
        subSystemA.operationA();
        subSystemB.operationB();
        subSystemC.operationC();
    }
};

int main() {
    Facade facade;
    facade.executeOperation();

    return 0;
}

代码运行结果：

SubSystemA operationA
SubSystemB operationB
SubSystemC operationC

简单描述示例代码： 上述示例代码展示了外观模式的实现。其中，子系统包括SubSystemA、SubSystemB和SubSystemC，分别实现了具体的操作。Facade类作为外观类封装了这些子系统，提供了一个简化的接口executeOperation()供客户端调用。在客户端代码中，创建了一个Facade对象，并通过调用executeOperation()方法，实现了对子系统操作的统一调用。运行示例代码，可以看到输出了SubSystemA operationA、SubSystemB operationB和SubSystemC operationC，表示成功执行了子系统的操作。