一.外观模式

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它提供了一个简单的接口，隐藏了一个或多个复杂的子系统的复杂性，并使这些子系统更容易使用。

1.原理

外观模式的实现原理是将客户端与子系统解耦，使客户端不需要了解子系统内部结构和实现细节，只需与外观类交互即可完成相应操作。外观类将客户端的请求委托给子系统中的相应组件来处理，从而实现对子系统的封装。

2.特点

简化客户端与子系统之间的交互。客户端只需要通过外观类来访问子系统，而不需要了解子系统的内部结构和实现细节。
降低客户端与子系统之间的耦合度。外观类充当了客户端与子系统之间的中介，使得它们之间的依赖关系变得简单明了。
提高子系统的可维护性。由于客户端只能通过外观类来访问子系统，因此可以更容易地对子系统进行修改和维护，而不会对客户端造成影响。
隐藏子系统的复杂性。外观类封装了子系统的复杂性，使得客户端无需了解子系统的内部实现细节。
可以对子系统进行进一步封装。外观类可以进一步封装子系统，以提供更简单、更易用的接口给客户端使用。

3.外观模式与装饰器模式的异同

相同点：

1.都是结构型设计模式，关注的是对象之间的组合方式。
2.都可以在不改变原有对象结构的基础上，为对象添加新的行为。
3.都能够提高系统的灵活性和可扩展性，降低了系统的耦合度。

不同点：

1.目的不同：外观模式的目的是简化客户端与子系统之间的交互，隐藏子系统的复杂性；而装饰器模式的目的是在不改变原有对象结构的基础上，动态地为对象添加新的功能。
2.装饰对象的方式不同：外观模式中定义一个外观类，它封装了子系统的复杂性，并提供了一个简单的接口，以方便客户端访问子系统；在装饰器模式中使用了一个装饰器类，它包装了一个具体组件（即被装饰对象），并在运行时动态地为其添加新的行为。
3.关注点不同：外观模式关注的是对整个子系统的封装，以简化客户端的操作；而装饰器模式关注的是对单个对象的功能扩展，以增强其功能。
4.对原有类的影响不同：外观模式对原有子系统的代码没有任何影响，而装饰器模式则需要在原有类的基础上进行修改或添加新的代码。
5.调用方式不同：在外观模式中，客户端通过调用外观类的方法来访问子系统的功能；而在装饰器模式中，客户端通过调用装饰器对象的方法来访问被装饰对象的功能。

4.应用场景

封装复杂的子系统：外观模式常常用于封装复杂的子系统，例如操作系统的API接口、数据库的访问接口等。外观模式将这些复杂的子系统封装在一个外观类中，为客户端提供一个简单的接口，从而降低了客户端的开发难度。
简化接口：外观模式可以为客户端提供一个简单易用的接口，使得客户端能够更加方便地使用系统的功能。例如，一个多媒体播放器可能会使用外观模式来封装底层的音频、视频解码器，为客户端提供一个统一的播放接口。
实现系统解耦：外观模式可以将客户端与子系统之间的耦合度降到最低，从而提高系统的可维护性和可扩展性。例如，当需要更换底层的子系统时，只需要修改外观类即可，而不会影响客户端代码。
提高系统的性能：在一些性能要求较高的场景中，外观模式可以通过封装多个子系统的接口，实现一次性调用多个接口的功能，从而提高系统的性能。

C++程序示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>// 子系统：账户
class AccountSystem {
public:void createAccount(const std::string& name, const std::string& password) {std::cout << "create account: " << name << std::endl;}void login(const std::string& name, const std::string& password) {std::cout << "login: " << name << std::endl;}void logout(const std::string& name) {std::cout << "logout: " << name << std::endl;}
};// 子系统：存款
class DepositSystem {
public:void deposit(const std::string& name, double amount) {std::cout << "deposit " << amount << " to account " << name << std::endl;}void withdraw(const std::string& name, double amount) {std::cout << "withdraw " << amount << " from account " << name << std::endl;}
};// 子系统：转账
class TransferSystem {
public:void transfer(const std::string& from, const std::string& to, double amount) {std::cout << "transfer " << amount << " from account " << from << " to account " << to << std::endl;}
};// 外观类：银行系统
class BankSystem {
public:BankSystem() {accountSystem = new AccountSystem();depositSystem = new DepositSystem();transferSystem = new TransferSystem();}~BankSystem() {delete accountSystem;delete depositSystem;delete transferSystem;}// 创建账户void createAccount(const std::string& name, const std::string& password) {accountSystem->createAccount(name, password);}// 登录void login(const std::string& name, const std::string& password) {accountSystem->login(name, password);}// 存款void deposit(const std::string& name, double amount) {depositSystem->deposit(name, amount);}// 取款void withdraw(const std::string& name, double amount) {depositSystem->withdraw(name, amount);}// 转账void transfer(const std::string& from, const std::string& to, double amount) {transferSystem->transfer(from, to, amount);}private:AccountSystem* accountSystem;DepositSystem* depositSystem;TransferSystem* transferSystem;
};// 客户端调用
int main() {BankSystem bank;bank.createAccount("Alice", "123456");bank.login("Alice", "123456");bank.deposit("Alice", 1000);bank.transfer("Alice", "Bob", 500);bank.withdraw("Alice", 200);return 0;
}