设计模式：外观模式（Facade Pattern）

一、外观模式的介绍

  外观模式（Facade Pattern） 是一种结构型设计模式。它的主要思想是：为复杂子系统提供一个统一的对外接口，简化外部对系统的访问。

这样做可以：

• 隐藏子系统的复杂性，外部只需要通过一个简单接口调用即可。
• 降低耦合度，客户端与子系统之间不直接依赖，而是通过外观类解耦。
• 提高可维护性，如果子系统内部有变化，只需要在外观类中调整，而不用改客户端代码。

外观模式的角色：

• 外观类（Facade）：对外提供统一接口，封装子系统的调用逻辑。
• 子系统类（Subsystem）：实现实际功能，可能有很多类、很多方法。
• 客户端（Client）：只与外观类交互，不直接访问子系统。

外观模式结构：

二、实例分析

当你通过电话给商店下达订单时， 接线员就是该商店的所有服务和部门的外观。 接线员为你提供了一个同购物系统、 支付网关和各种送货服务进行互动的简单语音接口。

上图中图展示了一个典型的 外观模式（Facade Pattern） 应用场景：

• 客户（Client） → 打电话下订单
• 接线员（Facade 外观类） → 统一对外接口
• 内部子系统 → 仓库、支付处理、供应商、包装、送货、纳税

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;// 子系统类：仓库
class Warehouse {
public:void checkInventory() {cout << "仓库：检查库存\n";}
};// 子系统类：支付处理
class PaymentProcessor {
public:void processPayment() {cout << "支付处理：完成支付\n";}
};// 子系统类：供应商
class Supplier {
public:void orderFromSupplier() {cout << "供应商：下单补货\n";}
};// 子系统类：包装
class Packaging {
public:void packItem() {cout << "包装：商品已打包\n";}
};// 子系统类：送货
class Shipping {
public:void shipItem() {cout << "送货：商品已发货\n";}
};// 子系统类：纳税
class Tax {
public:void payTax() {cout << "纳税：完成订单税款缴纳\n";}
};// 外观类：接线员（对客户提供统一接口）
class ShopFacade {
private:Warehouse warehouse;PaymentProcessor payment;Supplier supplier;Packaging packaging;Shipping shipping;Tax tax;public:void placeOrder() {cout << "接线员：为您处理订单...\n";warehouse.checkInventory();supplier.orderFromSupplier();payment.processPayment();tax.payTax();packaging.packItem();shipping.shipItem();cout << "接线员：您的订单已完成！\n";}
};// 客户端
int main() {ShopFacade shop;cout << "客户：打电话下订单...\n";shop.placeOrder();return 0;
}

三、示例代码

比如我们有一个 家庭影院系统，包括：DVD 播放器、投影仪、音响等。用户只需要点击一个按钮，就能“看电影”，而不用单独操作每个设备。

#include <iostream>
using namespace std;// 子系统A：DVD播放器
class DVDPlayer {
public:void on() { cout << "DVD播放器打开\n"; }void play() { cout << "DVD开始播放\n"; }void off() { cout << "DVD播放器关闭\n"; }
};// 子系统B：投影仪
class Projector {
public:void on() { cout << "投影仪打开\n"; }void off() { cout << "投影仪关闭\n"; }
};// 子系统C：音响
class Stereo {
public:void on() { cout << "音响打开\n"; }void setVolume(int v) { cout << "音量调到 " << v << endl; }void off() { cout << "音响关闭\n"; }
};// 外观类：家庭影院
class HomeTheaterFacade {
private:DVDPlayer* dvd;Projector* projector;Stereo* stereo;
public:HomeTheaterFacade(DVDPlayer* d, Projector* p, Stereo* s): dvd(d), projector(p), stereo(s) {}void watchMovie() {cout << "准备看电影...\n";dvd->on();projector->on();stereo->on();stereo->setVolume(10);dvd->play();}void endMovie() {cout << "电影结束，关闭设备...\n";dvd->off();projector->off();stereo->off();}
};// 客户端
int main() {DVDPlayer dvd;Projector projector;Stereo stereo;HomeTheaterFacade homeTheater(&dvd, &projector, &stereo);homeTheater.watchMovie();cout << "...... 正在看电影 ......\n";homeTheater.endMovie();return 0;
}