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「软件设计模式」外观模式（Facade）

news 来源：原创 2025/5/15 21:58:55

设计模式解析：外观模式（Facade）——化繁为简的接口魔法

一、什么是外观模式？

外观模式（Facade Pattern）是一种 结构型设计模式，其核心思想是 为复杂的子系统提供一个简化的统一接口。通过定义一个高层接口，外观模式隐藏了子系统的内部复杂性，使得客户端调用更加简单直接。

核心作用：

降低耦合：客户端不需要了解子系统的细节。
简化操作：将多个子系统的操作封装成一个高层接口。
提高可维护性：修改子系统内部逻辑时，不影响客户端代码。

二、外观模式的结构

外观模式包含两个核心角色：

外观类（Facade）：提供统一的入口，将客户端的请求转发到子系统中。
子系统类（Subsystem Classes）：实际执行具体功能的模块，外观类不直接实现功能，而是组合这些子系统。

外观模式结构图

（示意图：外观类作为中间层，协调多个子系统）

三、场景案例：家庭影院系统

假设我们需要操作一个家庭影院系统，包含 投影仪（Projector）、功放（Amplifier）、DVD播放器（DVDPlayer） 等设备。每次看电影需要依次打开多个设备并调整参数，关闭时也要逐个操作。此时，外观模式可以大幅简化操作流程。

代码实现（C++）

1. 子系统类定义

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// 投影仪子系统
class Projector {
public:
    void turnOn() {
        cout << "Projector: Turning on" << endl;
    }
    void setInput(const string& source) {
        cout << "Projector: Set input to " << source << endl;
    }
    void turnOff() {
        cout << "Projector: Turning off " << endl;
    }
};

// 功放子系统
class Amplifier {
public:
    void powerOn() {
        cout << "Amplifier: Power on" << endl;
    }
    void setVolume(int level) {
        cout << "Amplifier: Set volume to " << level << endl;
    }
    void powerOff() {
        cout << "Amplifier: Power off" << endl;
    }
};
// DVD播放器子系统
class DVDPlayer {
public:
    void start() {
        cout << "DVD Player: Play movie" << endl;
    }
    void stop() {
        cout << "DVD Player: Stop movie" << endl;
    }
};

2. 外观类定义

class HomeTheaterFacade {
private:
    Projector projector;
    Amplifier amplifier;
    DVDPlayer dvdPlayer;

public:
    // 一键开启家庭影院
    void watchMovie() {
        projector.turnOn();
        projector.setInput("HDMI");
        amplifier.powerOn();
        amplifier.setVolume(20);
        dvdPlayer.start();
    }

    // 一键关闭所有设备
    void endMovie() {
        dvdPlayer.stop();
        projector.turnOff();
        amplifier.powerOff();
    }
};

3. 客户端调用

#include "home_cinema.h"
int main() {
    HomeTheaterFacade homeTheater;

    // 一键操作：看电影
    cout << "===== Starting Movie =====" << endl;
    homeTheater.watchMovie();

    // 一键操作：结束
    cout << "\n===== Ending Movie =====" << endl;
    homeTheater.endMovie();

    return 0;
}

输出结果

===== Starting Movie =====
Projector: Turning on
Projector: Set input to HDMI
Amplifier: Power on
Amplifier: Set volume to 20
DVD Player: Play movie

===== Ending Movie =====
DVD Player: Stop movie
Projector: Turning off
Amplifier: Power off