在现实生活中，常常存在办事较复杂的例子，如办房产证或注册一家公司，有时要同多个部门联系，这时要是有一个综合部门能解决一切手续问题就好了。
软件设计也是这样，当一个系统的功能越来越强，子系统会越来越多，客户对系统的访问也变得越来越复杂。这时如果系统内部发生改变，客户端也要跟着改变，这违背了“开闭原则”，也违背了“迪米特法则”，所以有必要为多个子系统提供一个统一的接口，从而降低系统的耦合度，这就是外观模式的目标。
一、定义与特点
外观（Facade）模式又叫作门面模式，是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式。该模式对外有一个统一接口，外部应用程序不用关心内部子系统的具体细节，这样会大大降低应用程序的复杂度，提高了程序的可维护性。
在日常编码工作中，我们都在有意无意的大量使用外观模式。只要是高层模块需要调度多个子系统（2 个以上的类对象），我们都会自觉地创建一个新的类封装这些子系统，提供精简的接口，让高层模块可以更加容易地间接调用这些子系统的功能。尤其是现阶段各种第三方 SDK、开源类库，很大概率都会使用外观模式。
外观模式是“迪米特法则”的典型应用，它有以下主要优点。
- 降低了子系统与客户端之间的耦合度，使得子系统的变化不会影响调用它的客户类。
- 对客户屏蔽了子系统组件，减少了客户处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易。
- 降低了大型软件系统中的编译依赖性，简化了系统在不同平台之间的移植过程，因为编译一个子系统不会影响其他的子系统，也不会影响外观对象。
外观模式的主要缺点如下。
- 不能很好地限制客户使用子系统类，很容易带来未知风险。
- 增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码，违背了“开闭原则”。
二、结构与实现
外观模式的结构比较简单，主要是定义了一个高层接口。它包含了对各个子系统的引用，客户端可以通过它访问各个子系统的功能。现在来分析其基本结构和实现方法。
外观模式包含以下主要角色。
- 子系统（Sub System）角色：实现系统的部分功能，客户可以通过外观角色访问它。
- 外观（Facade）角色：为多个子系统对外提供一个共同的接口。
- 客户（Client）角色：通过一个外观角色访问各个子系统的功能。
其结构图如下图所示：
外观模式的实现代码如下：
#include <iostream>
using namespace std;
// 子系统角色1
class SubSystem01 {
public:
void method1() {
cout << "子系统01的method1()被调用！" << endl;
}
};
// 子系统角色2
class SubSystem02 {
public:
void method2() {
cout << "子系统02的method2()被调用！" << endl;
}
};
// 子系统角色3
class SubSystem03 {
public:
void method3() {
cout << "子系统03的method3()被调用！" << endl;
}
};
// 外观角色
class Facade {
public:
void method() {
obj1->method1();
obj2->method2();
obj3->method3();
}
private:
SubSystem01 *obj1 = new SubSystem01();
SubSystem02 *obj2 = new SubSystem02();
SubSystem03 *obj3 = new SubSystem03();
};
int main()
{
// 模拟客户角色
Facade *f = new Facade();
f->method();
return 0;
}
程序运行结果如下：
子系统01的method1()被调用！
子系统02的method2()被调用！
子系统03的method3()被调用！
三、应用实例
举个例子，比如我们每天打开电脑时，都需要做三件事：
- 打开浏览器
- 打开 IDE
- 打开微信
每天下班时，关机前需要做三件事：
- 关闭浏览器
- 关闭 IDE
- 关闭微信
用程序模拟如下：
#include <iostream>
using namespace std;
// 子系统角色：浏览器类
class Browser {
public:
static void open() {
cout << "打开浏览器" << endl;
}
static void close() {
cout << "关闭浏览器" << endl;
}
};
// 子系统角色：IDE类
class IDE {
public:
static void open() {
cout << "打开IDE" << endl;
}
static void close() {
cout << "关闭IDE" << endl;
}
};
// 子系统角色：Wechat类
class Wechat {
public:
static void open() {
cout << "打开Wechat" << endl;
}
static void close() {
cout << "关闭Wechat" << endl;
}
};
int main()
{
// 客户端调用
cout <<"上班:" << endl;
Browser::open();
IDE::open();
Wechat::open();
cout <<"
下班:" << endl;
Browser::close();
IDE::close();
Wechat::close();
return 0;
}
运行程序，输出如下：
上班:
打开浏览器
打开 IDE
打开微信
下班:
关闭浏览器
关闭 IDE
关闭微信
由于我们每天都要做这几件事，所以我们可以使用外观模式，将这几个子系统封装起来，提供更简洁的接口：
// 外观角色
class Facade {
public:
void open() {
Browser::open();
IDE::open();
Wechat::open();
}
void close() {
Browser::close();
IDE::close();
Wechat::close();
}
};
客户端就可以简化代码，只和这个外观类打交道：
int main()
{
// 客户端调用
cout <<"上班:" << endl;
Facade *facade = new Facade();
facade->open();
cout <<"
下班:" << endl;
facade->close();
return 0;
}
运行程序，输出与之前一样。
外观模式就是这么简单，它使得两种不同的类不用直接交互，而是通过一个中间件——也就是外观类——间接交互。外观类中只需要暴露简洁的接口，隐藏内部的细节，所以说白了就是封装的思想。
外观模式非常常用，（当然了！写代码哪有不封装的！）尤其是在第三方库的设计中，我们应该提供尽量简洁的接口供别人调用。另外，在 MVC 架构中，C 层（Controller）就可以看作是外观类，Model 和 View 层通过 Controller 交互，减少了耦合。
参考：