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一、什么是外观模式

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它提供了一个统一的接口，用于访问子系统中的一组接口。外观模式隐藏了子系统的复杂性，使得客户端可以通过简单的接口与子系统进行交互，而不需要了解子系统的内部实现细节。

二、外观模式的实现原理

1. 定义外观类（Facade）：外观类是外观模式的核心，它知道哪些子系统类负责处理请求，并将客户端的请求委派给适当的子系统对象。外观类可以根据需要进行封装，提供简化的接口给客户端使用。

2. 定义子系统类（Subsystem）：子系统类是外观模式中的各个组成部分，它们实现了子系统的功能。每个子系统类都处理一个或多个相关的任务，但是这些任务对于客户端来说是透明的。

3. 客户端调用外观类：客户端通过调用外观类的方法来完成所需的功能。客户端不需要直接与子系统类交互，而是通过外观类间接地与子系统进行通信。

外观模式可以帮助客户端简化与复杂子系统的交互过程，提供了一种简单、统一的接口，使得客户端更加方便地使用子系统功能。

三、外观模式的应用范围

1. 简化复杂系统：当一个系统变得非常复杂，包含多个子系统时，可以使用外观模式来提供一个简化的接口，使得客户端可以更方便地使用系统。

2. 解耦客户端和子系统：外观模式将客户端与子系统解耦，客户端只需要与外观对象进行交互，而不需要直接与子系统中的各个对象进行交互。

3. 封装子系统：外观模式可以将子系统的实现细节隐藏起来，只暴露必要的接口给客户端使用，提高了系统的安全性和稳定性。

4. 提供简单接口：外观模式可以为复杂的子系统提供一个简单的接口，使得客户端可以更容易地理解和使用系统。

5. 实现子系统间的松耦合：外观模式可以将多个子系统进行组合，实现它们之间的松耦合关系，从而提高系统的灵活性和可维护性。

四、外观模式应用实例

银行系统的设计

在金融行业中，一个常见的应用是银行系统的外观模式。银行系统通常包含多个子系统，如账户管理、交易处理、贷款服务等。每个子系统都有自己的接口和实现逻辑。而客户端在使用银行系统时，可能需要同时调用多个子系统的功能。

通过使用外观模式，银行系统可以提供一个统一的接口给客户端使用，客户端只需要与外观对象进行交互，而不需要直接与各个子系统进行交互。外观对象封装了各个子系统的复杂逻辑，对外提供简单的接口，使得客户端可以更方便地使用银行系统的功能。

例如，客户端可能需要查询账户余额、进行转账操作和申请贷款。在没有外观模式的情况下，客户端需要分别与账户管理子系统、交易处理子系统和贷款服务子系统进行交互。而通过引入外观模式，银行系统可以提供一个名为BankFacade的外观对象，客户端只需要与BankFacade进行交互即可完成上述操作。

BankFacade封装了账户管理子系统、交易处理子系统和贷款服务子系统的具体实现细节，对外提供了查询账户余额、转账和申请贷款等简单接口。客户端只需要通过BankFacade调用相应的接口，BankFacade内部会根据具体的业务需求调用相应的子系统进行处理。

通过外观模式，银行系统可以提供一个简单、统一的接口给客户端使用，隐藏了子系统的复杂性，提高了系统的可维护性和可扩展性。

量化交易系统的设计

假设我们有一个量化交易系统，其中包含了多个模块，如数据获取模块、策略选择模块、交易执行模块等。每个模块都有自己的接口和实现逻辑。如果直接暴露这些模块的接口给用户，用户可能需要了解每个模块的具体实现细节，使用起来会比较复杂。

而通过外观模式，我们可以定义一个交易系统外观类，该类封装了底层各个模块的接口，并提供了一个简单的接口给用户使用。用户只需要与外观类进行交互，而不需要了解底层模块的具体实现。

例如，用户可以通过外观类的接口来获取市场数据、选择策略、执行交易等操作，而不需要直接与数据获取模块、策略选择模块、交易执行模块等进行交互。外观类内部会根据用户的请求，调用相应的底层模块来完成具体的操作。

如此，用户只需要了解外观类的接口和使用方法，而不需要了解底层模块的复杂实现逻辑，大大简化了用户的操作和学习成本。

五、外观模式的代码实现

//+------------------------------------------------------------------+
//| interface — for patterns                                         |
//+------------------------------------------------------------------+
interface ClientInterface //pattern client
{string Output(void); //returns headervoid Run(void); //execute the pattern client
};
//+------------------------------------------------------------------+
//| interface — for patterns                                         |
//+------------------------------------------------------------------+
void Run(ClientInterface* client) //launches a pattern
{printf("---\n%s",client.Output()); //print pattern headerclient.Run(); //execute client collaborationsdelete client; //exit
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > subsystem classes > subsystem a                   |
//+------------------------------------------------------------------+
class SubSystemA
{public:void              Operation(void);
};
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > subsystem classes > subsystem a > opereation      |
//+------------------------------------------------------------------+
void SubSystemA::Operation(void)
{Print("subsystem a > operation");
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > subsystem classes > subsystem b                   |
//+------------------------------------------------------------------+
class SubSystemB
{public:void              Operation(void);
};
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > subsystem classes > subsystem b > opereation      |
//+------------------------------------------------------------------+
void SubSystemB::Operation(void)
{Print("subsystem b > operation");
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > subsystem classes > subsystem c                   |
//+------------------------------------------------------------------+
class SubSystemC
{public:void              Operation(void);
};
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > subsystem classes > subsystem c > opereation      |
//+------------------------------------------------------------------+
void SubSystemC::Operation(void)
{Print("subsystem c > operation");
}
// 知道哪些子系统类负责请求
// 将客户端请求委托给适当的子系统对象
class Facade
{public:void              OperationAB(void);void              OperationBC(void);protected:SubSystemA        subsystem_a;SubSystemB        subsystem_b;SubSystemC        subsystem_c;
};
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > facade > operation a—b                            |
//+------------------------------------------------------------------+
void Facade::OperationAB(void)
{Print("facade > operation a & b");Print("facade > requesting > subsystem a > operation");subsystem_a.Operation();Print("facade > requesting > subsystem b > operation");subsystem_b.Operation();
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > facade > operation b—c                            |
//+------------------------------------------------------------------+
void Facade::OperationBC(void)
{Print("facade > operation b & c");Print("facade > requesting > subsystem b > operation");subsystem_b.Operation();Print("facade > requesting > subsystem c > operation");subsystem_c.Operation();
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| participants > client                                            |
//+------------------------------------------------------------------+
class Client:public ClientInterface
{public:string            Output(void);void              Run(void);
};
string Client::Output(void)
{return __FUNCTION__;
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| collaborations                                                   |
//+------------------------------------------------------------------+
void Client::Run(void)
{Facade facade;Print("client > requesting > facade operation a & b");facade.OperationAB();Print("client > requesting > facade operation b & c");facade.OperationBC();
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| script program start function                                    |
//+------------------------------------------------------------------+
// launch pattern clients one by one — check result
void OnStart() 
{//---structuralRun(new Client);
}
//+------------------------------------------------------------------+
//| output                                                           |
//+------------------------------------------------------------------+
//   Facade::Client::Output
//   client > requesting > facade operation a & b
//   facade > operation a & b
//   facade > requesting > subsystem a > operation
//   subsystem a > operation
//   facade > requesting > subsystem b > operation
//   subsystem b > operation
//   client > requesting > facade operation b & c
//   facade > operation b & c
//   facade > requesting > subsystem b > operation
//   subsystem b > operation
//   facade > requesting > subsystem c > operation
//   subsystem c > operation