外部化内部类

要定义一个新的名字空间，将一个类内部的类提到外部，目的是降低类的耦合度和复杂度，这通常可以通过 外部化内部类 来实现。通过这种方式，可以将复杂的实现细节分离到一个单独的名字空间中，让外部类的接口保持简洁。接下来我们会详细讲解这个方法，并给出具体示例。

如何实现

假设你有一个类，其中包含了多个内部类。你希望将这些内部类移到外部的名字空间中，从而使得外部类变得更加简洁，并降低原本的耦合度和复杂度。

步骤

识别和提取内部类：首先，你需要识别内部类的设计是否合适提取到外部。通常，内部类可能是对外部类的某种细节封装，但如果它们本身也具有独立的职责和功能，应该考虑将它们提取到外部名字空间。
创建新的名字空间：将提取出来的类放入一个新的名字空间。新名字空间的引入使得这些类不会直接依赖于外部类的实现，减少了它们之间的耦合。
移除类之间的依赖关系：确保外部类和提取出来的类之间的依赖关系尽可能松散。这样，外部类可以保持清晰简洁。
调整接口：外部类的接口不再直接暴露复杂的内部实现，外部类只需要引用这些提取到名字空间的类，而不需要将它们嵌套在自己内部。

示例：

假设我们有一个类 Car，它内部有一个复杂的内部类 Engine。现在我们希望将 Engine 提取到一个新的名字空间 CarParts 中，从而减少 Car 类的复杂度。

原始设计（带内部类）

#include <iostream>
#include <string>class Car {
public:Car(const std::string& model) : model_(model) {engine_ = Engine(4, "V8");}void start() {std::cout << "Starting car: " << model_ << std::endl;engine_.ignite();  // 内部类的使用}private:class Engine {public:Engine(int cylinders, const std::string& type): cylinders_(cylinders), type_(type) {}void ignite() {std::cout << "Engine with " << cylinders_ << " cylinders and type " << type_ << " is starting!" << std::endl;}private:int cylinders_;std::string type_;};std::string model_;Engine engine_;
};int main() {Car myCar("Toyota");myCar.start();return 0;
}

在上面的代码中，Car 类包含了一个内部类 Engine。Engine 类和 Car 类的耦合度较高，而且 Engine 类的实现细节对外部类 Car 来说是不可见的。为了降低 Car 类的复杂度，我们将 Engine 类提取到一个新的名字空间。

提取后设计（外部类和名字空间）

#include <iostream>
#include <string>// 新名字空间
namespace CarParts {class Engine {public:Engine(int cylinders, const std::string& type): cylinders_(cylinders), type_(type) {}void ignite() const {std::cout << "Engine with " << cylinders_ << " cylinders and type " << type_ << " is starting!" << std::endl;}private:int cylinders_;std::string type_;};
}class Car {
public:Car(const std::string& model): model_(model), engine_(4, "V8") {}void start() {std::cout << "Starting car: " << model_ << std::endl;engine_.ignite();  // 现在引擎来自外部命名空间}private:std::string model_;CarParts::Engine engine_;  // 引用外部命名空间中的 Engine 类
};int main() {Car myCar("Toyota");myCar.start();return 0;
}

变化解析：

提取内部类到外部命名空间：我们将原来的 Engine 类提取到一个名为 CarParts 的新命名空间中。这样，Engine 类不再是 Car 类的内部类，而是一个独立的类，外部可以直接使用。
修改 Car 类：在 Car 类中，我们现在不再声明 Engine 类作为内部类，而是通过 CarParts::Engine 来引用外部命名空间中的 Engine 类。这使得 Car 类的接口更简洁，且没有被复杂的内部类所干扰。
减少耦合：通过将 Engine 类提取到一个新的命名空间中，Car 类和 Engine 类的耦合度降低了。Car 类不再关心 Engine 类的内部实现，只是通过接口来与 Engine 类交互。这增强了 Car 类的模块化，使得 Engine 类的修改不会直接影响 Car 类的代码。

优点：

降低耦合度：将内部类提取到外部命名空间后，类之间的耦合度明显减少。Car 类不再直接管理 Engine 类的实现，可以更加专注于自身的功能。
提高可维护性：如果将来需要修改 Engine 类的实现，修改 CarParts::Engine 代码时不需要直接修改 Car 类。这使得代码更加模块化，维护起来也更为方便。
提高可扩展性：Engine 类现在是独立的，可以在其他地方重复使用，而不依赖于 Car 类。这使得代码更加通用，便于扩展。