重读《设计模式》之学习笔记（二）－－再论接口与实现的分离

在我的那篇《C++中接口与实现分离的技术》我用具体的代码说明了C++中接口与实现分离的技术，并指出这样的三点好处：1、只暴露了类的接口而隐藏了实现细节；2、在类的实现有变动的时候，用户不需要更新头文件，不用重新编译；3、在分析阶段设计接口，在编码阶段来实现功能，可以更好的维护和升级。
    本书作者在2.6.3提到了Window和WindowImp，指出WindowImp类层次是用来隐藏不同窗口系统的实现的。下面是书中的类图：

    书中的这种方法给了我们一个更好的使用接口与实现分离技术的理由：可以封装类的不同实现。比如我们要设计一个字符串类ClxString，要求有一个设备无关的输出函数lxOut()。也就是说，用户在使用我们的输出函数lxOutput()的时候是不管字符串是输出到显示器还是打印机或者其他一些输出设备的。于是，我们可以设计出跟书中相似的类结构：

    这样输出到显示器还是打印机对类ClxString的用户来说就是透明的了，实现细节被隐藏起来。在这种情况下，我们可以用类ClxStringImp来配置类ClxString，使数据输出到不同的输出设备。为了实现输出设备的可配置，我们可以增添一个工厂，里面用不同的工厂方法来得到不同的输出设备：

class COutputFactory
{
public:
    ClxOutputSet* CreateDisplay() const
    { return new ClxDisplay; };

    ClxOutputSet* CreatePrint() const
    { return new ClxPrint; };
};

    新的类图如下：

    类ClxStringImp的构造函数是下面的形式：

ClxStringImp::ClxStringImp
{
    m_pOutputFactory = new COutputFactory;
    m_pOutputSet = COutputFactory->CreateDisplay();
}

   我们就可以利用C++的多态性，在lxOutput()函数里调用m_pOutputSet的lxOut()来实现字符串输出到不同的输出设备。如果我们又增添了直接输出到文件的方法，我们只要从类ClxOutputSet继承一个新的输出类ClxFile并对类COutputFactory和类ClxStringImp进行很小的修改就行了。如果想做到对类的修改最小，可以把类CoutputFactory设计成如下的样子：

class COutputFactory
{
public:
    ClxOutputSet* CreateOutputSet() const
    {
        #ifdef _LXDISPLAY
            return new ClxDisplay;
        #endif

        #ifdef _LXPRINT
            return new ClxPrint;
        #endif
    };
};

    那我们就可以得到如下的类ClxStringImp的构造函数：

ClxStringImp::ClxStringImp
{
    m_pOutputFactory = new COutputFactory;
    m_pOutputSet = COutputFactory->CreateOutputSet();
}

    如果采用这种方法的话，我们又把类ClxStringImp与类ClxOutputSet的实现进行了分离。无论我们对字符串的输出方法做了什么修改，或者是增添、减少输出设备，类ClxStringImp都不会被影响。那样我们就可以进行如下的分工：系统分析员负责定义类ClxString的各个接口，类ClxStringImp的开发人员只负责字符串的各种功能的实现，而不同的输出则由对输出设备比较了解的开发人员来实现。这样不仅可以使代码的可维护性提高，也使人力资源的分配达到了最优。
    而通过上面的方法，我们封装了类ClxString的不同实现。对用户来说，在输出字符串时他使用的只是类ClxString的接口lxOutput()，而具体的实现细节他是完全不知道的－－他只知道字符串被输出，而不知道输出到什么地方。我们可以用《C++中接口与实现分离的技术》的方法来组织文件的依赖关系。那样，无论我们对类ClxStringImp的实现做了什么修改，用户都不用修改自己的代码，也不用重新编译自己的程序。