外观模式

博主： peter
发布时间：2025 年 01 月 02 日
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分类：设计模式

>> 隔离接口，通过中间层来减少两层之间的耦合性 目的：隔离接口——中间层。迪米特法则 门面模式原理和实现都特别简单，应用场景也比较明确，主要在接口设计方面使用。
>>
>
> # 一、门面模式的原理与实现
>
> 门面模式，也叫外观模式，英文全称是 Facade Design Pattern。
>
> Provide a unified interface to a set of interfaces in a subsystem. Facade Pattern defines a higher-level interface that makes the subsystem easier to use.
>
> 翻译成中文就是：门面模式为子系统提供一组统一的接口，定义一组高层接口让子系统更易用。
>
> ## 1、门面模式的应用场景举例
>
> 在 GoF 给出的定义中提到，“门面模式让子系统更加易用”，实际上，它除了解决易用性问题之外，还能解决其他很多方面的问题。关于这一点，我总结罗列了 3 个常用的应用场景，你可以参考一下，举一反三地借鉴到自己的项目中。
>
> ### 1.1、 解决易用性问题
>
> 实际上，从隐藏实现复杂性，提供更易用接口这个意图来看，门面模式有点类似之前讲到的迪米特法则（最少知识原则）和接口隔离原则：两个有交互的系统，只暴露有限的必要的接口。除此之外，门面模式还有点类似之前提到封装、抽象的设计思想，提供更抽象的接口，封装底层实现细节。
>
> 就好比客户端要访问不同的业务处理，直接调用业务类代码使得代码编写的复杂度上升，其实业务层完全可以将这些业务处理进行封装，提供一些简单的调用接口，从而减少复杂性
>
> ### 1.2、 解决性能问题
>
> 如果门面接口不多，我们完全可以将它跟非门面接口放到一块，也不需要特殊标记，当作普通接口来用即可。如果门面接口很多，我们可以在已有的接口之上，再重新抽象出一层，专门放置门面接口，从类、包的命名上跟原来的接口层做区分。如果门面接口特别多，并且很多都是跨多个子系统的，我们可以将门面接口放到一个新的子系统中。
>
> ### 1.3、关于粒度的讨论
>
> 接口粒度设计得太大，太小都不好。太大会导致接口不可复用，太小会导致接口不易用。在实际的开发中，接口的可复用性和易用性需要“微妙”的权衡。针对这个问题，我的一个基本的处理原则是，尽量保持接口的可复用性，但针对特殊情况，允许提供冗余的门面接口，来提供更易用的接口。
>
> # 二、一个配置相关的范例
>
> ## 1、引入外观（facade）模式
>
> graphic、sound、chatvoice——业务类 conffacade 外观模式强调的是一种程序设计思想 **外观模式体现了面向对象程序设计的一个原则——迪米特法则**（Law of Demeter，简称LoD）。 得墨忒耳法则或者最小知识原则（Least Knowledge Principle，简称LKP）： 一个对象应该对其他对象尽可能少的了解，从而降低各个对象之间的耦合，提高系统可维护性。
>
> 外观设计模式的定义（实现意图）：提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。 **外观模式为客户端和子系统之间提供了一种简化的交互渠道但是 并没有为子系统增加新的行为**。如果希望增加新行为，应该通过修改子系统角色(业务类)来实现。
>
> 改进前：
>
> ```cpp
> //图形相关类
> 	class graphic
> 	{
> 		//-------------单件类实现相关begin--------------
> 	private:
>         graphic() {};
>         graphic(const graphic& tmpobj);
>         graphic& operator=(const graphic& tmpobj);
>         ~graphic() {};
> 	public:
>         static graphic& getInstance()
>         {
>             static graphic instance;
>             return instance;
>         }
>         //-------------单件类实现相关end--------------
>
>     public:
>         void display(bool enable) //是否全屏显示（true：是）
>         {
>             cout << "图形->是否全屏显示->" << enable << endl;
>             //其他代码略......
>         }
>         void effect(bool enable) //是否开启特效（true：是）
>         {
>             cout << "图形->是否开启特效->" << enable << endl;	
>         }
>         void resolution(int index) //设置窗口分辨率
>         {
>             cout << "图形->分辨率设置选项->" << index << endl;
>         }
>         void antialiasing(bool enable)//是否开启抗锯齿（true：是）
>         {
>             cout << "图形->是否开启抗锯齿->" << enable << endl;
>         }
>         //....其他接口略
> 	};
>
> 	//声音相关类
> 	class sound
> 	{
>         //-------------单件类实现相关begin--------------
>     private:
>         sound() {};
>         sound(const sound& tmpobj);
>         sound& operator=(const sound& tmpobj);
>         ~sound() {};
>     public:
>         static sound& getInstance()
>         {
>             static sound instance;
>             return instance;
>         }
>         //-------------单件类实现相关end--------------
>
>     public:
>         void bgsound(bool enable) //是否开启背景声音（true：是）
>         {
>             cout << "声音->是否开启背景声音->" << enable << endl;
>         }
>         void envirsound(bool enable) //是否开启环境音效（true：是）
>         {
>             cout << "声音->是否开启环境音效->" << enable << endl;
>         }
>         void expsound(bool enable) //是否开启表情声音（true：是）
>         {
>             cout << "声音->是否开启表情声音->" << enable << endl;
>         }
>         void setvolume(int level) //音量大小设置（0-100）
>         {
>             cout << "声音->音量大小为->" << level << endl;
>         }
>         //......其他接口略
> 	};
>
> 	//语音聊天相关类
> 	class chatvoice
> 	{
>         //-------------单件类实现相关begin--------------
>     private:
>         chatvoice() {};
>         chatvoice(const chatvoice& tmpobj);
>         chatvoice& operator=(const chatvoice& tmpobj);
>         ~chatvoice() {};
>     public:
>         static chatvoice& getInstance()
>         {
>             static chatvoice instance;
>             return instance;
>         }
>         //-------------单件类实现相关end--------------
>
>     public:
>         void micvolume(int level) //麦克风音量大小设置（0-100）
>         {
>             cout << "语音聊天->麦克风音量大小为->" << level << endl;
>         }
>         void micsens(int level) //麦克风灵敏度设置（0-100）
>         {
>             cout << "语音聊天->麦克风灵敏度为->" << level << endl;
>         }
>         void chatvolume(int level) //聊天音量设置（0-100）
>         {
>             cout << "语音聊天->聊天音量为->" << level << endl;
>         }
>         //......其他接口略
> 	};
>
> int main()
> {
>     graphic& g_gp = graphic::getInstance();
>     g_gp.display(false);
>     g_gp.effect(true);
>     g_gp.resolution(2);
>     g_gp.antialiasing(false);
>
>     cout << "---------------" << endl;
>     sound& g_snd = sound::getInstance();
>     g_snd.setvolume(80);
>     g_snd.envirsound(true);
>     g_snd.bgsound(false);
>
>     cout << "---------------" << endl;
>     chatvoice& g_cv = chatvoice::getInstance();
>     g_cv.chatvolume(70);
>     g_cv.micsens(65);
>
>     return 0;
> }
> ```
> 客户端直接调用业务类的接口
>
> ![Untitled](https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/2c3c4317-f4a8-4342-a068-bbc9b901bda5/Untitled.png)
>
> 使用外观模式后：
>
> ```cpp
>
> //图形相关类
> class graphic
> {
>     //-------------单件类实现相关begin--------------
> private:
>     graphic() {};
>     graphic(const graphic& tmpobj);
>     graphic& operator=(const graphic& tmpobj);
>     ~graphic() {};
> public:
>     static graphic& getInstance()
>     {
>         static graphic instance;
>         return instance;
>     }
>     //-------------单件类实现相关end--------------
>
> public:
>     void display(bool enable) //是否全屏显示（true：是）
>     {
>         cout << "图形->是否全屏显示->" << enable << endl;
>         //其他代码略......
>     }
>     void effect(bool enable) //是否开启特效（true：是）
>     {
>         cout << "图形->是否开启特效->" << enable << endl;	
>     }
>     void resolution(int index) //设置窗口分辨率
>     {
>         cout << "图形->分辨率设置选项->" << index << endl;
>     }
>     void antialiasing(bool enable)//是否开启抗锯齿（true：是）
>     {
>         cout << "图形->是否开启抗锯齿->" << enable << endl;
>     }
>     //....其他接口略
> };
>
> //声音相关类
> class sound
> {
>     //-------------单件类实现相关begin--------------
> private:
>     sound() {};
>     sound(const sound& tmpobj);
>     sound& operator=(const sound& tmpobj);
>     ~sound() {};
> public:
>     static sound& getInstance()
>     {
>         static sound instance;
>         return instance;
>     }
>     //-------------单件类实现相关end--------------
>
> public:
>     void bgsound(bool enable) //是否开启背景声音（true：是）
>     {
>         cout << "声音->是否开启背景声音->" << enable << endl;
>     }
>     void envirsound(bool enable) //是否开启环境音效（true：是）
>     {
>         cout << "声音->是否开启环境音效->" << enable << endl;
>     }
>     void expsound(bool enable) //是否开启表情声音（true：是）
>     {
>         cout << "声音->是否开启表情声音->" << enable << endl;
>     }
>     void setvolume(int level) //音量大小设置（0-100）
>     {
>         cout << "声音->音量大小为->" << level << endl;
>     }
>     //......其他接口略
> };
>
> //语音聊天相关类
> class chatvoice
> {
>     //-------------单件类实现相关begin--------------
> private:
>     chatvoice() {};
>     chatvoice(const chatvoice& tmpobj);
>     chatvoice& operator=(const chatvoice& tmpobj);
>     ~chatvoice() {};
> public:
>     static chatvoice& getInstance()
>     {
>         static chatvoice instance;
>         return instance;
>     }
>     //-------------单件类实现相关end--------------
>
> public:
>     void micvolume(int level) //麦克风音量大小设置（0-100）
>     {
>         cout << "语音聊天->麦克风音量大小为->" << level << endl;
>     }
>     void micsens(int level) //麦克风灵敏度设置（0-100）
>     {
>         cout << "语音聊天->麦克风灵敏度为->" << level << endl;
>     }
>     void chatvolume(int level) //聊天音量设置（0-100）
>     {
>         cout << "语音聊天->聊天音量为->" << level << endl;
>     }
>     //......其他接口略
> };
> //-----------------------
> //扮演外观模式角色的类
> class conffacade
> {
>     //-------------单件类实现相关begin--------------
> private:
>     conffacade() {};
>     conffacade(const conffacade& tmpobj);
>     conffacade& operator=(const conffacade& tmpobj);
>     ~conffacade() {};
> public:
>     static conffacade& getInstance()
>     {
>         static conffacade instance;
>         return instance;
>     }
>
> public:
>     void LowConfComputer() //对于低配置电脑，只开启一些低配置选项
>     {
>         graphic& g_gp = graphic::getInstance();
>         g_gp.display(true); //全屏耗费资源更低
>         g_gp.effect(false);
>         g_gp.resolution(2);
>         g_gp.antialiasing(false);
>
>         sound& g_snd = sound::getInstance();
>         g_snd.bgsound(false);
>         g_snd.envirsound(false);
>         g_snd.expsound(false);
>         g_snd.setvolume(15);
>
>         chatvoice& g_cv = chatvoice::getInstance();
>         g_cv.micvolume(20);
>         g_cv.micsens(50);
>         g_cv.chatvolume(60);
>     }
>
>     void HighConfComputer() //对于高配置电脑，能达到最好效果的项全部开启
>     {
>         graphic& g_gp = graphic::getInstance();
>         g_gp.display(false); 
>         g_gp.effect(true);
>         g_gp.resolution(0);
>         g_gp.antialiasing(true);
>
>         sound& g_snd = sound::getInstance();
>         g_snd.bgsound(true);
>         g_snd.envirsound(true);
>         g_snd.expsound(true);
>         g_snd.setvolume(50);
>
>         chatvoice& g_cv = chatvoice::getInstance();
>         g_cv.micvolume(100);
>         g_cv.micsens(100);
>         g_cv.chatvolume(100);
>     }
> };
>
> int main()
> {
>     _nmsp1::conffacade& g_cffde = _nmsp1::conffacade::getInstance();
>     cout << "低配置电脑，调用LowConfComputer接口" << endl;
>     g_cffde.LowConfComputer();
>
>     cout << "---------------------------" << endl;
>     cout << "高配置电脑，调用HighConfComputer接口" << endl;
>     g_cffde.HighConfComputer();
>
>     return 0;
> }
> ```
> 客户端不需要了解业务类内部的接口打交道，降低了耦合度。当子系统发生改变的时候，只需要改变coffacade类，不需要改变客户端的代码。
>
> 外观模式包含2种角色 a)Facade（外观角色）：conffacade b)Subsystem（子系统角色）：graphic、sound、chatvoice——业务类
>
> ![Untitled](https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/82cb343c-c6f4-4e16-9aeb-6d2655b6be5e/Untitled.png)
>

最后修改：2025 年 07 月 01 日

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peter • 2025 年 01 月 02 日

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