外觀模式應該是用的很多的一種模式,特別是當一個系統很複雜時,系統提供給客戶的是一個簡單的對外接口,而把裏面複雜的結構都封裝了起來。客戶只需使用這些簡單接口就能使用這個系統,而不需要關注內部複雜的結構。DP一書的定義:爲子系統中的一組接口提供一個一致的界面, 外觀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。舉個編譯器的例子,假設編譯一個程序需要經過四個步驟:詞法分析、語法分析、中間代碼生成、機器碼生成。學過編譯都知道,每一步都很複雜。對於編譯器這個系統,就可以使用外觀模式。可以定義一個高層接口,比如名爲Compiler的類,裏面有一個名爲Run的函數。客戶只需調用這個函數就可以編譯程序,至於Run函數內部的具體操作,客戶無需知道。下面給出UML圖,以編譯器爲實例。
相應的代碼實現爲:
- class Scanner
- {
- public:
- void Scan() { cout<<"詞法分析"<<endl; }
- };
- class Parser
- {
- public:
- void Parse() { cout<<"語法分析"<<endl; }
- };
- class GenMidCode
- {
- public:
- void GenCode() { cout<<"產生中間代碼"<<endl; }
- };
- class GenMachineCode
- {
- public:
- void GenCode() { cout<<"產生機器碼"<<endl;}
- };
- //高層接口
- class Compiler
- {
- public:
- void Run()
- {
- Scanner scanner;
- Parser parser;
- GenMidCode genMidCode;
- GenMachineCode genMacCode;
- scanner.Scan();
- parser.Parse();
- genMidCode.GenCode();
- genMacCode.GenCode();
- }
- };
客戶使用方式:
- int main()
- {
- Compiler compiler;
- compiler.Run();
- return 0;
- }
結合上面編譯器這個例子,進一步說明。對於(1),編譯器類對客戶屏蔽了子系統組件,客戶只需處理編譯器的對象就可以方便的使用子系統。對於(2),子系統的變化,不會影響到客戶的使用,體現了子系統與客戶的鬆耦合關係。對於(3),如果客戶希望使用詞法分析器,只需定義詞法分析的類對象即可,並不受到限制。
外觀模式在構建大型系統時非常有用。接下來介紹另一種模式,稱爲組合模式。感覺有點像外觀模式,剛纔我們實現外觀模式時,在Compiler這個類中包含了多個類的對象,就像把這些類組合在了一起。組合模式是不是這個意思,有點相似,其實不然。
DP書上給出的定義:將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。組合使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。注意兩個字“樹形”。這種樹形結構在現實生活中隨處可見,比如一個集團公司,它有一個母公司,下設很多家子公司。不管是母公司還是子公司,都有各自直屬的財務部、人力資源部、銷售部等。對於母公司來說,不論是子公司,還是直屬的財務部、人力資源部,都是它的部門。整個公司的部門拓撲圖就是一個樹形結構。
下面給出組合模式的UML圖。從圖中可以看到,FinanceDepartment、HRDepartment兩個類作爲葉結點,因此沒有定義添加函數。而ConcreteCompany類可以作爲中間結點,所以可以有添加函數。那麼怎麼添加呢?這個類中定義了一個鏈表,用來放添加的元素。
相應的代碼實現爲:
- class Company
- {
- public:
- Company(string name) { m_name = name; }
- virtual ~Company(){}
- virtual void Add(Company *pCom){}
- virtual void Show(int depth) {}
- protected:
- string m_name;
- };
- //具體公司
- class ConcreteCompany : public Company
- {
- public:
- ConcreteCompany(string name): Company(name) {}
- virtual ~ConcreteCompany() {}
- void Add(Company *pCom) { m_listCompany.push_back(pCom); } //位於樹的中間,可以增加子樹
- void Show(int depth)
- {
- for(int i = 0;i < depth; i++)
- cout<<"-";
- cout<<m_name<<endl;
- list<Company *>::iterator iter=m_listCompany.begin();
- for(; iter != m_listCompany.end(); iter++) //顯示下層結點
- (*iter)->Show(depth + 2);
- }
- private:
- list<Company *> m_listCompany;
- };
- //具體的部門,財務部
- class FinanceDepartment : public Company
- {
- public:
- FinanceDepartment(string name):Company(name){}
- virtual ~FinanceDepartment() {}
- virtual void Show(int depth) //只需顯示,無限添加函數,因爲已是葉結點
- {
- for(int i = 0; i < depth; i++)
- cout<<"-";
- cout<<m_name<<endl;
- }
- };
- //具體的部門,人力資源部
- class HRDepartment :public Company
- {
- public:
- HRDepartment(string name):Company(name){}
- virtual ~HRDepartment() {}
- virtual void Show(int depth) //只需顯示,無限添加函數,因爲已是葉結點
- {
- for(int i = 0; i < depth; i++)
- cout<<"-";
- cout<<m_name<<endl;
- }
- };
客戶使用方式:
- int main()
- {
- Company *root = new ConcreteCompany("總公司");
- Company *leaf1=new FinanceDepartment("財務部");
- Company *leaf2=new HRDepartment("人力資源部");
- root->Add(leaf1);
- root->Add(leaf2);
- //分公司A
- Company *mid1 = new ConcreteCompany("分公司A");
- Company *leaf3=new FinanceDepartment("財務部");
- Company *leaf4=new HRDepartment("人力資源部");
- mid1->Add(leaf3);
- mid1->Add(leaf4);
- root->Add(mid1);
- //分公司B
- Company *mid2=new ConcreteCompany("分公司B");
- FinanceDepartment *leaf5=new FinanceDepartment("財務部");
- HRDepartment *leaf6=new HRDepartment("人力資源部");
- mid2->Add(leaf5);
- mid2->Add(leaf6);
- root->Add(mid2);
- root->Show(0);
- delete leaf1; delete leaf2;
- delete leaf3; delete leaf4;
- delete leaf5; delete leaf6;
- delete mid1; delete mid2;
- delete root;
- return 0;
- }
上面的實現方式有缺點,就是內存的釋放不好,需要客戶自己動手,非常不方便。有待改進,比較好的做法是讓ConcreteCompany類來釋放。因爲所有的指針都是存在ConcreteCompany類的鏈表中。C++的麻煩,沒有垃圾回收機制。
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