文章目录

    • 一、什么是外观模式
    • 二、外观模式的实现原理
    • 三、外观模式的应用范围
    • 四、外观模式应用实例
      • 银行系统的设计
      • 量化交易系统的设计
    • 五、外观模式的代码实现

一、什么是外观模式

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它提供了一个统一的接口，用于访问子系统中的一组接口。外观模式隐藏了子系统的复杂性，使得客户端可以通过简单的接口与子系统进行交互，而不需要了解子系统的内部实现细节。

二、外观模式的实现原理

  1. 定义外观类（Facade）：外观类是外观模式的核心，它知道哪些子系统类负责处理请求，并将客户端的请求委派给适当的子系统对象。外观类可以根据需要进行封装，提供简化的接口给客户端使用。

  2. 定义子系统类（Subsystem）：子系统类是外观模式中的各个组成部分，它们实现了子系统的功能。每个子系统类都处理一个或多个相关的任务，但是这些任务对于客户端来说是透明的。

  3. 客户端调用外观类：客户端通过调用外观类的方法来完成所需的功能。客户端不需要直接与子系统类交互，而是通过外观类间接地与子系统进行通信。

外观模式可以帮助客户端简化与复杂子系统的交互过程，提供了一种简单、统一的接口，使得客户端更加方便地使用子系统功能。

三、外观模式的应用范围

  1. 简化复杂系统：当一个系统变得非常复杂，包含多个子系统时，可以使用外观模式来提供一个简化的接口，使得客户端可以更方便地使用系统。

  2. 解耦客户端和子系统：外观模式将客户端与子系统解耦，客户端只需要与外观对象进行交互，而不需要直接与子系统中的各个对象进行交互。

  3. 封装子系统：外观模式可以将子系统的实现细节隐藏起来，只暴露必要的接口给客户端使用，提高了系统的安全性和稳定性。

  4. 提供简单接口：外观模式可以为复杂的子系统提供一个简单的接口，使得客户端可以更容易地理解和使用系统。

  5. 实现子系统间的松耦合：外观模式可以将多个子系统进行组合，实现它们之间的松耦合关系，从而提高系统的灵活性和可维护性。

四、外观模式应用实例

银行系统的设计

在金融行业中，一个常见的应用是银行系统的外观模式。银行系统通常包含多个子系统，如账户管理、交易处理、贷款服务等。每个子系统都有自己的接口和实现逻辑。而客户端在使用银行系统时，可能需要同时调用多个子系统的功能。

通过使用外观模式，银行系统可以提供一个统一的接口给客户端使用，客户端只需要与外观对象进行交互，而不需要直接与各个子系统进行交互。外观对象封装了各个子系统的复杂逻辑，对外提供简单的接口，使得客户端可以更方便地使用银行系统的功能。

例如，客户端可能需要查询账户余额、进行转账操作和申请贷款。在没有外观模式的情况下，客户端需要分别与账户管理子系统、交易处理子系统和贷款服务子系统进行交互。而通过引入外观模式，银行系统可以提供一个名为BankFacade的外观对象，客户端只需要与BankFacade进行交互即可完成上述操作。

BankFacade封装了账户管理子系统、交易处理子系统和贷款服务子系统的具体实现细节，对外提供了查询账户余额、转账和申请贷款等简单接口。客户端只需要通过BankFacade调用相应的接口，BankFacade内部会根据具体的业务需求调用相应的子系统进行处理。

通过外观模式，银行系统可以提供一个简单、统一的接口给客户端使用，隐藏了子系统的复杂性，提高了系统的可维护性和可扩展性。

量化交易系统的设计

假设我们有一个量化交易系统，其中包含了多个模块，如数据获取模块、策略选择模块、交易执行模块等。每个模块都有自己的接口和实现逻辑。如果直接暴露这些模块的接口给用户，用户可能需要了解每个模块的具体实现细节，使用起来会比较复杂。

而通过外观模式，我们可以定义一个交易系统外观类，该类封装了底层各个模块的接口，并提供了一个简单的接口给用户使用。用户只需要与外观类进行交互，而不需要了解底层模块的具体实现。

例如，用户可以通过外观类的接口来获取市场数据、选择策略、执行交易等操作，而不需要直接与数据获取模块、策略选择模块、交易执行模块等进行交互。外观类内部会根据用户的请求，调用相应的底层模块来完成具体的操作。

如此，用户只需要了解外观类的接口和使用方法，而不需要了解底层模块的复杂实现逻辑，大大简化了用户的操作和学习成本。

五、外观模式的代码实现

//+------------------------------------------------------------------+//| interface — for patterns |//+------------------------------------------------------------------+interface ClientInterface //pattern client{string Output(void); //returns headervoid Run(void); //execute the pattern client};//+------------------------------------------------------------------+//| interface — for patterns |//+------------------------------------------------------------------+void Run(ClientInterface* client) //launches a pattern{printf("---\n%s",client.Output()); //print pattern headerclient.Run(); //execute client collaborationsdelete client; //exit}//+------------------------------------------------------------------+//| participants > subsystem classes > subsystem a |//+------------------------------------------------------------------+class SubSystemA{public:voidOperation(void);};//+------------------------------------------------------------------+//| participants > subsystem classes > subsystem a > opereation|//+------------------------------------------------------------------+void SubSystemA::Operation(void){Print("subsystem a > operation");}//+------------------------------------------------------------------+//| participants > subsystem classes > subsystem b |//+------------------------------------------------------------------+class SubSystemB{public:voidOperation(void);};//+------------------------------------------------------------------+//| participants > subsystem classes > subsystem b > opereation|//+------------------------------------------------------------------+void SubSystemB::Operation(void){Print("subsystem b > operation");}//+------------------------------------------------------------------+//| participants > subsystem classes > subsystem c |//+------------------------------------------------------------------+class SubSystemC{public:voidOperation(void);};//+------------------------------------------------------------------+//| participants > subsystem classes > subsystem c > opereation|//+------------------------------------------------------------------+void SubSystemC::Operation(void){Print("subsystem c > operation");}// 知道哪些子系统类负责请求// 将客户端请求委托给适当的子系统对象class Facade{public:voidOperationAB(void);voidOperationBC(void);protected:SubSystemAsubsystem_a;SubSystemBsubsystem_b;SubSystemCsubsystem_c;};//+------------------------------------------------------------------+//| participants > facade > operation a—b|//+------------------------------------------------------------------+void Facade::OperationAB(void){Print("facade > operation a & b");Print("facade > requesting > subsystem a > operation");subsystem_a.Operation();Print("facade > requesting > subsystem b > operation");subsystem_b.Operation();}//+------------------------------------------------------------------+//| participants > facade > operation b—c|//+------------------------------------------------------------------+void Facade::OperationBC(void){Print("facade > operation b & c");Print("facade > requesting > subsystem b > operation");subsystem_b.Operation();Print("facade > requesting > subsystem c > operation");subsystem_c.Operation();}//+------------------------------------------------------------------+//| participants > client|//+------------------------------------------------------------------+class Client:public ClientInterface{public:stringOutput(void);voidRun(void);};string Client::Output(void){return __FUNCTION__;}//+------------------------------------------------------------------+//| collaborations |//+------------------------------------------------------------------+void Client::Run(void){Facade facade;Print("client > requesting > facade operation a & b");facade.OperationAB();Print("client > requesting > facade operation b & c");facade.OperationBC();}//+------------------------------------------------------------------+//| script program start function|//+------------------------------------------------------------------+// launch pattern clients one by one — check resultvoid OnStart() {//---structuralRun(new Client);}//+------------------------------------------------------------------+//| output |//+------------------------------------------------------------------+// Facade::Client::Output// client > requesting > facade operation a & b// facade > operation a & b// facade > requesting > subsystem a > operation// subsystem a > operation// facade > requesting > subsystem b > operation// subsystem b > operation// client > requesting > facade operation b & c// facade > operation b & c// facade > requesting > subsystem b > operation// subsystem b > operation// facade > requesting > subsystem c > operation// subsystem c > operation