设计模式之外观模式(Facade)摘录
23種GOF設計模式一般分為三大類:創建型模式、結構型模式、行為模式。
創建型模式抽象了實例化過程,它們幫助一個系統獨立于如何創建、組合和表示它的那些對象。一個類創建型模式使用繼承改變被實例化的類,而一個對象創建型模式將實例化委托給另一個對象。創建型模式有兩個不斷出現的主旋律。第一,它們都將關于該系統使用哪些具體的類的信息封裝起來。第二,它們隱藏了這些類的實例是如何被創建和放在一起的。整個系統關于這些對象所知道的是由抽象類所定義的接口。因此,創建型模式在什么被創建,誰創建它,它是怎樣被創建的,以及何時創建這些方面給予了很大的靈活性。它們允許用結構和功能差別很大的“產品”對象配置一個系統。配置可以是靜態的(即在編譯時指定),也可以是動態的(在運行時)。
結構型模式涉及到如何組合類和對象以獲得更大的結構。結構型類模式采用繼承機制來組合接口或實現。結構型對象模式不是對接口和實現進行組合,而是描述了如何對一些對象進行組合,從而實現新功能的一些方法。因為可以在運行時刻改變對象組合關系,所以對象組合方式具有更大的靈活性,而這種機制用靜態類組合是不可能實現的。
行為模式涉及到算法和對象間職責的分配。行為模式不僅描述對象或類的模式,還描述它們之間的通信模式。這些模式刻畫了在運行時難以跟蹤的復雜的控制流。它們將用戶的注意力從控制流轉移到對象間的聯系方式上來。行為類模式使用繼承機制在類間分派行為。行為對象模式使用對象復合而不是繼承。一些行為對象模式描述了一組對等的對象怎樣相互協作以完成其中任一個對象都無法單獨完成的任務。
創建型模式包括:1、FactoryMethod(工廠方法模式);2、Abstract Factory(抽象工廠模式);3、Singleton(單例模式);4、Builder(建造者模式、生成器模式);5、Prototype(原型模式).
結構型模式包括:6、Bridge(橋接模式);7、Adapter(適配器模式);8、Decorator(裝飾模式);9、Composite(組合模式);10、Flyweight(享元模式);11、Facade(外觀模式);12、Proxy(代理模式).
行為模式包括:13、TemplateMethod(模板方法模式);14、Strategy(策略模式);15、State(狀態模式);16、Observer(觀察者模式);17、Memento(備忘錄模式);18、Mediator(中介者模式);19、Command(命令模式);20、Visitor(訪問者模式);21、Chain of Responsibility(責任鏈模式);22、Iterator(迭代器模式);23、Interpreter(解釋器模式).
Factory Method:定義一個用于創建對象的接口,讓子類決定將哪一個類實例化。Factory Method使一個類的實例化延遲到其子類。
Abstract Factory:提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口,而無需指定他們具體的類。
Singleton:保證一個類僅有一個實例,并提供一個訪問它的全局訪問點。
Builder:將一個復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。
Prototype:用原型實例指定創建對象的種類,并且通過拷貝這個原型來創建新的對象。
Bridge:將抽象部分與它的實現部分分離,使它們都可以獨立地變化。
Adapter:將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。
Decorator:動態地給一個對象添加一些額外的職責。就擴展功能而言, Decorator模式比生成子類方式更為靈活。
Composite:將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。Composite使得客戶對單個對象和復合對象的使用具有一致性。
Flyweight:運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。
Facade:為子系統中的一組接口提供一個一致的界面, Facade模式定義了一個高層接口,這個接口使得這一子系統更加容易使用。
Proxy:為其他對象提供一個代理以控制對這個對象的訪問。
Template Method:定義一個操作中的算法的骨架,而將一些步驟延遲到子類中。Template Method使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。
Strategy:定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來, 并且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨立于使用它的客戶。
State:允許一個對象在其內部狀態改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它所屬的類。
Observer:定義對象間的一種一對多的依賴關系,以便當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴于它的對象都得到通知并自動刷新。
Memento:在不破壞封裝性的前提下,捕獲一個對象的內部狀態,并在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到保存的狀態。
Mediator:用一個中介對象來封裝一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式地相互引用,從而使其耦合松散,而且可以獨立地改變它們之間的交互。
Command:將一個請求封裝為一個對象,從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化;對請求排隊或記錄請求日志,以及支持可取消的操作。
Visitor:表示一個作用于某對象結構中的各元素的操作。它使你可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。
Chain of Responsibility:為解除請求的發送者和接收者之間耦合,而使多個對象都有機會處理這個請求。將這些對象連成一條鏈,并沿著這條鏈傳遞該請求,直到有一個對象處理它。
Iterator:提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又不需暴露該對象的內部表示。
Interpreter:給定一個語言, 定義它的文法的一種表示,并定義一個解釋器, 該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。
???????? Facade:(1)、意圖: 為子系統中的一組接口提供一個一致的界面,Facade模式定義了一個高層接口,這個接口使得這一子系統更加容易使用。
???????? (2)、動機:將一個系統劃分成為若干個子系統有利于降低系統的復雜性。一個常見的設計目標是使子系統間的通信和相互依賴關系達到最小。達到該目標的途徑之一是就是引入一個外觀(facade)對象,它為子系統中較一般的設施提供了一個單一而簡單的界面。
???????? (3)、適用性:在遇到以下情況適用Facade模式:A、當你要為一個復雜子系統提供一個簡單接口時。子系統往往因為不斷演化而變得越來越復雜。大多數模式使用時都會產生更多更小的類。這使得子系統更具可重用性,也更容易對子系統進行定制,但這也給那些不需要定制子系統的用戶帶來一些使用上的困難。Facade可以提供一個簡單的缺省視圖,這一視圖對大多數用戶來說已經足夠,而那些需要更多的可定制性的用戶可以越過facade層。B、客戶程序與抽象類的實現部分之間存在著很大的依賴性。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。C、當你需要構建一個層次結構的子系統時,使用facade模式定義子系統中每層的入口點。如果子系統之間是相互依賴的,你可以讓它們僅通過facade進行通訊,從而簡化了它們之間的依賴關系。
???????? (4)、優點:A、它對客戶屏蔽子系統組件,因而減少了客戶處理的對象的數目并使得子系統使用起來更加方便。B、它實現了子系統與客戶之間的松耦合關系,而子系統內部的功能組件往往是緊耦合的。松耦合關系使得子系統的組件變化不會影響到它的客戶。Facade模式有助于建立層次結構系統,也有助于對對象之間的依賴關系分層。Facade模式可以消除復雜的循環依賴關系。這一點在客戶程序與子系統是分別實現的時候尤為重要。在大型軟件系統中降低編譯依賴性至關重要。在子系統類改變時,希望盡量減少重編譯工作以節省時間。用Facade可以降低編譯依賴性,限制重要系統中較小的變化所需的重編譯工作。Facade模式同樣也有利于簡化系統在不同平臺之間的移植過程,因為編譯一個子系統一般不需要編譯所有其他的子系統。C、如果應用需要,它并不限制它們使用子系統類。因此你可以在系統易用性和通用性之間加以選擇。
???????? (5)、注意事項:A、降低客戶----子系統之間的耦合度:用抽象類實現Facade而它的具體子類對應于不同的子系統實現,這可以進一步降低客戶與子系統的耦合度。這樣,客戶就可以通過抽象的Facade類接口與子系統通訊。這種抽象耦合關系使得客戶不知道它使用的是子系統的哪一個實現。除生成子類的方法以外,另一種方法是用不同的子系統對象配置Facade對象。為定制facade,僅需對它的子系統對象(一個或多個)進行替換即可。B、公共子系統類與私有子系統類:一個子系統與一個類的相似之處是,它們都有接口并且它們都封裝了一些東西----類封裝了狀態和操作,而子系統封裝了一些類??紤]一個類的公共和私有接口是有益的,我們也可以考慮子系統的公共和私有接口。子系統的公共接口包含所有的客戶程序可以訪問的類;私有接口僅用于對子系統進行擴充。當然,Facade類是公共接口的一部分,但它不是唯一的部分,子系統的其它部分通常也是公共的。私有化子系統類確實有用,但是很少有面向對象的編程語言支持這一點。
???????? (6)、相關模式:AbstractFactory模式可以與Facade模式一起使用以提供一個接口,這一接口可用來以一種子系統獨立的方式創建子系統對象。Abstract Factory也可以代替Facade模式隱藏那些與平臺相關的類。Mediator模式與Facade模式的相似之處是,它抽象了一些已有的類的功能。然而,Mediator的目的是對同事之間的任意通訊進行抽象,通常集中不屬于任何單個對象的功能。Mediator的同事對象知道中介者并與它通信,而不是直接與其他同類對象通信。相對而言,Facade模式僅對子系統對象的接口進行抽象,從而使它們更容易使用;它并不定義新功能,子系統也不知道Facade的存在。通常來講,僅需要一個Facade對象,因此Facade對象通常屬于Singleton模式。
???????? 為子系統的一組接口提供一個一致的界面。使用戶使用起來更加方便。
???????? Facade模式在高層提供了一個統一的接口,解耦了系統。設計模式中還有另一種模式Mediator也和Facade有類似的地方。但是Mediator主要目的是對象間的訪問的解耦(通訊時候的協議)。
示例代碼1:
#include <iostream>
#include <string>using namespace std;class SubSysOne
{
public:void MethodOne(){cout<<"方法一"<<endl;}
};class SubSysTwo
{
public:void MethodTwo(){cout<<"方法二"<<endl;}
};class SubSysThree
{
public:void MethodThree(){cout<<"方法三"<<endl;}
};//外觀類
class Facade
{
private:SubSysOne* sub1;SubSysTwo* sub2;SubSysThree* sub3;
public:Facade(){sub1 = new SubSysOne();sub2 = new SubSysTwo();sub3 = new SubSysThree();}~Facade(){delete sub1;delete sub2;delete sub3;}void FacadeMethod(){sub1->MethodOne();sub2->MethodTwo();sub3->MethodThree();}
};//客戶端
int main()
{Facade* test = new Facade();test->FacadeMethod();/*result方法一方法二方法三*/return 0;
}
示例代碼2:
Facade.h:
#ifndef _FACADE_H_
#define _FACADE_H_class Subsystem1
{
public:Subsystem1();~Subsystem1();void Operation();
protected:
private:
};class Subsystem2
{
public:Subsystem2();~Subsystem2();void Operation();
protected:
private:
};class Facade
{
public:Facade();~Facade();void OperationWrapper();
protected:
private:Subsystem1* _subs1;Subsystem2* _subs2;
};#endif //~_FACADE_H_
Facade.cpp:
#include "Facade.h"
#include <iostream>using namespace std;Subsystem1::Subsystem1()
{}Subsystem1::~Subsystem1()
{}void Subsystem1::Operation()
{cout<<"Subsystem1 operation ..."<<endl;
}Subsystem2::Subsystem2()
{}Subsystem2::~Subsystem2()
{}void Subsystem2::Operation()
{cout<<"Subsystem2 operation ..."<<endl;
}Facade::Facade()
{this->_subs1 = new Subsystem1();this->_subs2 = new Subsystem2();
}Facade::~Facade()
{delete _subs1;delete _subs2;
}void Facade::OperationWrapper()
{this->_subs1->Operation();this->_subs2->Operation();
}
main.cpp:
#include "Facade.h"
#include <iostream>using namespace std;int main()
{Facade* f = new Facade();f->OperationWrapper();/*resultSubsystem1 operation ...Subsystem2 operation ...*/return 0;
}
外觀模式結構圖:
參考文獻:
1、《大話設計模式C++》
2、《設計模式精解----GoF23種設計模式解析》
3、《設計模式----可復用面向對象軟件的基礎總結
以上是生活随笔為你收集整理的设计模式之外观模式(Facade)摘录的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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