结构型模式--外观

1、意图

　　为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式（Facade）定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

2、结构

3、参与者

　　Facade：知道哪些子系统负责处理请求；将客户的请求代理给适当的子系统对象。

　　Subsystem classes：实现子系统的功能；处理由Facade对象指派的任务；没有facade的任何相关信息，即没有指向facade的指针；

4、适用性

　　在遇到以下情况使用外观模式：

　　当要为一个复杂子系统提供一个简单接口时。子系统往往因为不断演化而变得越来越复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。这使得子系统更具有可重用性，也更容易对子系统进行定制，但这也给那些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。Facade可以提供一个简单的缺省视图，这一视图对大多数用户来说已经足够，而那些需要更多的可定制性的用户可以越过facade层。

　　客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。引人facade将这个子系统与客户以及其他的子系统分离，可以提高子系统的独立性和可移植性。

5、代码示例

/ Scanner类接收字符流并产生一个标识符流，一次产生一个标识符(token)。
class Scanner 
{
public:
    Scanner(istream&); 
    virtual ~Scanner(); 
    virtual Token& Scan(); 
private:
    istream& _inputstream;
};

// Parser类，用Scanner生成的标识符和ProgramNodeBuilder构建一棵语法分析树。
class Parser
{
public:
    Parser(); 
    virtual ~Parser(); 
    virtual void Parse(Scanner&, ProgramNodeBuilder&);
};

// Parser回调ProgramNodeBuilder逐步建立语法分析树，这些类遵循生成器模式(Builder)进行交互操作。
class ProgramNodeBuilder
{
public:
    ProgramNodeBuilder(); 
    virtual ProgramNode* NewVariable(const char* variableName) const; 
    virtual ProgramNode* NewAssignment(ProgramNode* variable, ProgramNode* expression)const; 
    virtual ProgramNode* NewReturnstatement(ProgramNode* value)const; 
    virtual ProgramNode* NewCondition(ProgramNode* condition, ProgramNode* truePart, 
        ProgramNode* falsePart)const;
    // ...
    ProgramNode* GetRootNode(); 
private:
    ProgramNode* _node;
};

// 语法分析树由ProgramNode子类(例如StatementNode和ExpressionNode等)的实例构成。
// ProgramNode层次结构是组合模式(Composite)的一个应用实例。ProgramNode定义了一个
// 接口用于操作程序节点和它的子节点(如果有的话)。
class ProgramNode
{
public:
    // program node manipulation 
    virtual void GetSourcePosition(int& line, int& index);
    // child manipulation 
    virtual void Add(ProgramNode*); 
    virtual void Remove(ProgramNode*);
    // ...
    virtual void Traverse(CodeGenerator&); 
protected:
    ProgramNode();
};

// Traverse操作以一个CodeGenerator对象为参数，ProgramNode子类使用这个对象产生机器代码,
// 机器代码格式为BytecodeStream中的ByteCode对象。其中的CodeGenerator类是一个访问者(观察者模式(Visitor))。
class CodeGenerator
{
public:
    virtual void visit(StatementNode*); 
    virtual void visit(ExpressionNode*);
    // ...
protected:
    CodeGenerator(Bytecodestream&); 
protected:
    Bytecodestream& _output;
};

// ProgramNode的每个子类在实现Traverse时，对它的ProgramNode子对象调用Traverse。
// 每个子类依次对它的子节点做同样的动作，这样一直递归下去。例如,ExpressionNode像这样定义Traverse:
void ExpressionNode::Traverse (CodeGenerator& cg)
{
    cg.visit(this); 
    ListIterator<ProgramNode*> i(_children);
    for (i.First(); !i.IsDone(); i.Next())
    {
        i.CurrentItem()->Traverse(cg);
    }
}

// 引入Compiler类，Complier类是一个facade，它将所有部件集成在一起。Compiler提供了一个简单的接口
// 用于为特定的机器编译源代码并生成可执行代码。
class Compiler
{
public:
    Compiler(); 
    virtual void Compile(istream&, Bytecodestream&);
};
void Compiler::Compile(istream& input, Bytecodestream& output)
{
    Scanner scanner(input); 
    ProgramNodeBuilder builder; 
    Parser parser; 
    parser.Parse(scanner, builder); 
    RISCCodeGenerator generator(output); 
    ProgramNode* parseTree = builder.GetRootNode();
    parseTree->Traverse(generator);
}

6、总结

　　外观模式为用户提供了一个高层接口，屏蔽了多个子系统的复杂的处理逻辑。用户仅需使用外观类提供的高层接口就能实现需求，而不必亲自对各个子系统进行复杂处理。

　　外观模式实现了子系统与客户之间的松耦合关系，子系统的功能变化不会影响到客户。

　　当客户需要自己定制行为时，才需要越过Facade层，直接访问子系统。对于不需定制子系统的用户，直接使用facade提供的高层接口就可实现需求。

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来源： https://www.cnblogs.com/hjx168/p/16217935.html