C++設計模式之面板模式_C 語言

前言

在實際開發時，面對一個大的系統，總是會將一個大的系統分成若干個子系統，等子系統完成之後，再分別調用對應的子系統來完成對應的整體功能，這樣有利於降低系統的複雜性；最終進行實現某個具體的功能時，我們將對應的子系統進行組合就好了；但是，子系統那麼多，關係那麼複雜，組合形成一個完整的系統，是存在難度的。

我們在使用visual studio進行編譯C++代碼時，你只是在菜單中選擇了Build，然後visual studio就開始了一堆的編譯工作；你應該知道，因為你的一個簡單的Build動作，編譯器在後台會進行文法分析，產生中間代碼，產生彙編代碼，連結成可執行程式或庫等等動作；而這一切，作為只是開發程式的我們，而不用去理解編譯器在做什麼的，編譯器向我們隱藏了背後的一系列複雜操作，而只提供一個Build按鈕，這個Build按鈕，就可以執行一切的操作；當單擊這個Build按鈕時，Build在幕後，將任務分發給不同的子系統去完成，最終子系統進行協作完成了整個的編譯任務。而這樣隱藏一些複雜操作，只提供一個更高層的統一介面，就是我今天總結的面板模式。

什麼是面板模式？

面板模式，很多人也把它叫做門面模式。在GOF的《設計模式:可複用物件導向軟體的基礎》一書中對面板模式是這樣說的：將子系統中的一組介面提供一個一致的介面，面板模式定義了一個高層介面，這個介面使得這一子系統更加容易使用。細細的理解這句話；子系統中的一組介面，就好比上面舉得例子中的文法分析，產生中間代碼，產生彙編代碼，連結成可執行程式或庫；面板模式定義的一個高層介面，就好比上面說的Build按鈕，通過這樣的一個Build按鈕，讓編譯器更加容易使用，對於這一點，從Linux C++/C轉Windows C++/C的程式員是最有體會的。visual studio提供的強大功能，只需要一個Build按鈕，就可以進行Build動作，而不需要去寫makefile檔案，然後再去執行一些命令進行編譯。

UML類圖

Facade:知道哪些子系統類負責處理請求，並且將客戶的請求代理給適當的子系統對象；

SubSystem:實現子系統具體的功能；處理由Facade對象指派的任務；但是，SubSystem沒有Facade的任何相關資訊，也就是說，沒有指向Facade的指標。

Client通過發送請求給Facade的方式與子系統進行通訊，而不直接與子系統打交道，Facade將這些訊息轉寄給適當的子系統對象。儘管是子系統中的有關對象在做實際工作，但Facade模式本身也必須將它的介面轉換成子系統的介面，這裡是不是有點適配器模式的感覺呢？這就是學習結構型設計模式的感覺，感覺都很相似，但是仔細的去研究時，就會發現各自的用處。

代碼實現

這裡實現的代碼就是參照我上面舉的編譯器的例子。

複製代碼 代碼如下:

/*
** FileName     : FacadePatternDemo
** Author       : Jelly Young
** Date         : 2014/1/2
** Description  : More information, please go to http://www.jb51.net
*/
 
#include <iostream>
using namespace std;
 
// 文法分析子系統
class CSyntaxParser
{
public:
     void SyntaxParser()
     {
          cout<<"Syntax Parser"<<endl;
     }
};
 
// 產生中間代碼子系統
class CGenMidCode
{
public:
     void GenMidCode()
     {
          cout<<"Generate middle code"<<endl;
     }
};
 
// 產生彙編代碼子系統
class CGenAssemblyCode
{
public:
     void GenAssemblyCode()
     {
          cout<<"Generate assembly code"<<endl;
     }
};
 
// 連結產生可執行應用程式或庫子系統
class CLinkSystem
{
public:
     void LinkSystem()
     {
          cout<<"Link System"<<endl;
     }
};
 
class Facade
{
public:
     void Compile()
     {
          CSyntaxParser syntaxParser;
          CGenMidCode genMidCode;
          CGenAssemblyCode genAssemblyCode;
          CLinkSystem linkSystem;
          syntaxParser.SyntaxParser();
          genMidCode.GenMidCode();
          genAssemblyCode.GenAssemblyCode();
          linkSystem.LinkSystem();
     }
};
 
// 用戶端
int main()
{
     Facade facade;
     facade.Compile();
}

上面的代碼很簡單。我們可以想象，如果沒有使用面板模式，在用戶端如果要進行Compile同樣的動作時，就需要寫一堆和Compile中一樣的代碼；是的，你會說，寫就寫吧。但是，有的時候，用戶端並不會非常熟悉子系統之間的關係，就好比，先要進行文法分析，再產生中間代碼，然後產生組合語言，最後進行連結一樣。如果用戶端不知道這個時序，那怎麼辦？所以，面板模式讓一切複雜的東西，使用起來都變的簡單了。

優點

1.它對客戶屏蔽了子系統組件，因而減少了客戶處理的對象的數目，並使得子系統使用起來更加方便；

2.它實現了子系統與客戶之間的松耦合關係，而子系統內部的功能組件往往是緊耦合的；松耦合系統使得子系統的組件變化不會影響到它的客戶。面板模式有助於建立階層系統，也有助於對對象之間的依賴關係分層。面板模式可以消除複雜的循環相依性關係。這一點在客戶程式與子系統是分別實現的時候尤為重要。

使用場合

1.當你要為一個複雜子系統提供一個簡單介面時。子系統往往因為不斷演化而變的越來越複雜。大多數模式使用時都會產生更多更小的類。這使得子系統更具有可重用性，也更容易對子系統進行定製，但這也給那些不需要定製子系統的使用者帶來一些使用上的困難。面板模式可以提供一個簡單的預設視圖，這一視圖對大多數使用者來說已經足夠，而那些需要更多的可定製性的使用者可以越過Facade層；

2.當客戶程式與抽象類別的實現部分之間存在很大的依賴性。引入Facade將這個子系統與客戶以及其他的子系統分離，可以提高子系統的獨立性和可移植性；

3.當需要構建一個階層的子系統時，使用面板模式定義子系統中每層的進入點。如果子系統之間是相互依賴的，我們就可以讓它們僅通過Facade進行通訊，從而簡化了它們之間的依賴關係。

總結

面板模式簡單易用，讓客戶能更簡單的去使用子系統；在拜讀別人的文章時，有以下總結非常好，我也借鑒一下：

1.在設計初期，應該有意識的將不同層分離，比如常用的三層架構，就是考慮在資料訪問層，與商務邏輯層展示層之間，建立Facade，使複雜的子系統提供一個簡單的介面，降低耦合性；

2.在開發階段，子系統往往因為不斷的重構而變的越來越複雜，增加外觀Facade可以提供一個簡單的介面，減少它們之間的依賴；

3.在維護階段，可能這個系統已經非常難以維護和擴充了，此時你可以為新系統開發一個外觀類，來提供設計粗糙或高度複雜的遺留代碼的比較清晰簡單的介面，讓新系統與Facade對象互動，Facade與遺留代碼互動所有複雜的工作。

通常來講，對於子系統的訪問，我們提供一個Facade層，而這個Facade入口，只需要一個；也就是說在使用Facade時，我們可以使用單例模式來實現Facade模式。對於面板模式到此就總結完成了，肯定有一些地方遺漏了，請大家指正。我堅信，分享使我們更加進步。