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C++ 外观模式详解

news 2025/5/6 8:47:52

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它为复杂的子系统提供一个简化的接口。

概念解析

外观模式的核心思想是：

简化接口：为复杂的子系统提供一个更简单、更统一的接口
降低耦合：减少客户端与子系统之间的直接依赖
封装复杂性：隐藏子系统的内部复杂性

主要组成部分

外观（Facade）：提供简化的接口，将客户端的请求委派给适当的子系统对象
子系统类（Subsystem Classes）：实现子系统的功能，处理外观对象指派的工作
客户端（Client）：通过外观接口与子系统交互

代码示例

下面是一个完整的外观模式示例，包含详细注释：

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>// ==================== 子系统类 ====================// 库存子系统
class Inventory {
public:bool checkStock(const std::string& item, int quantity) {std::cout << "检查库存: " << item << " 数量 " << quantity << std::endl;// 模拟库存检查return true; // 假设总是有库存}
};// 支付子系统
class Payment {
public:bool processPayment(double amount, const std::string& paymentMethod) {std::cout << "处理支付: " << amount << " 通过 " << paymentMethod << std::endl;// 模拟支付处理return true; // 假设支付总是成功}
};// 物流子系统
class Shipping {
public:std::string shipOrder(const std::string& item, const std::string& address) {std::cout << "发货: " << item << " 到 " << address << std::endl;// 模拟物流处理return "ORD123456"; // 返回订单号}
};// 通知子系统
class Notification {
public:void sendConfirmation(const std::string& orderId, const std::string& email) {std::cout << "发送确认邮件到 " << email << ", 订单号: " << orderId << std::endl;}
};// ==================== 外观类 ====================
class OrderFacade {
private:std::unique_ptr<Inventory> inventory;std::unique_ptr<Payment> payment;std::unique_ptr<Shipping> shipping;std::unique_ptr<Notification> notification;public:OrderFacade() : inventory(std::make_unique<Inventory>()),payment(std::make_unique<Payment>()),shipping(std::make_unique<Shipping>()),notification(std::make_unique<Notification>()) {}// 简化的一站式下单接口std::string placeOrder(const std::string& item,int quantity,double amount,const std::string& paymentMethod,const std::string& address,const std::string& email) {std::cout << "\n开始处理订单..." << std::endl;// 1. 检查库存if (!inventory->checkStock(item, quantity)) {throw std::runtime_error(item + " 库存不足");}// 2. 处理支付if (!payment->processPayment(amount, paymentMethod)) {throw std::runtime_error("支付处理失败");}// 3. 发货std::string orderId = shipping->shipOrder(item, address);// 4. 发送确认通知notification->sendConfirmation(orderId, email);std::cout << "订单处理完成!" << std::endl;return orderId;}// 也可以提供子系统功能的单独访问方法bool checkInventory(const std::string& item, int quantity) {return inventory->checkStock(item, quantity);}
};// ==================== 客户端代码 ====================
int main() {std::cout << "=== 外观模式演示 ===" << std::endl;// 创建外观对象OrderFacade orderFacade;// 使用简化接口下单try {std::string orderId = orderFacade.placeOrder("笔记本电脑", 1, 999.99, "信用卡", "北京市海淀区", "customer@example.com");std::cout << "\n订单创建成功! 订单号: " << orderId << std::endl;} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "订单失败: " << e.what() << std::endl;}// 也可以直接访问子系统的部分功能std::cout << "\n直接检查库存:" << std::endl;bool inStock = orderFacade.checkInventory("鼠标", 5);std::cout << "库存检查结果: " << (inStock ? "有库存" : "缺货") << std::endl;return 0;
}