聊聊设计模式——外观模式

目录

1.外观模式定义

2.优点

3.缺点

4.外观模式的关键组件包括

5.示例

6.工作流程

7.应用场景

8.本质

9.涉及的设计原则

10.与其他设计模式的关系

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外观模式定义

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

优点

1. 简化接口：外观模式提供了一个简化的接口，隐藏了系统复杂性，使客户端更容易使用。

2. 解耦客户端和子系统：外观模式将客户端与子系统解耦，客户端不需要了解子系统的实现细节。

3. 提高可维护性：外观模式将系统的组件隔离，改变系统时只需要修改外观而不影响客户端。

4. 遵循单一职责原则：每个子系统负责自己的功能，符合单一职责原则。

缺点

1. 可能导致外观对象过于臃肿：如果系统变得非常复杂，外观对象可能会变得庞大，难以维护。

2. 限制灵活性：外观模式隐藏了子系统的复杂性，但也可能限制了客户端对子系统的灵活访问。

外观模式的结构说明

1. 外观（Facade）：外观是客户端与子系统之间的接口，它提供了一个简化的接口，封装了对子系统的调用，客户端通过外观来访问系统。

2. 子系统（Subsystems）：子系统是一组相关的类或接口，它们实现了系统的具体功能，但对客户端来说可能过于复杂。外观通过与子系统交互来完成客户端的请求。

示例

创建一个Facade类，提供一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口：

/*
结构型-外观(门面)模式：提供一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口，从而让子系统更容易使用。
 */
public class Facade {
    private SubSystem subSystem = new SubSystem();

    public void watchTV(){
        subSystem.turnOnTV();
        subSystem.changeChannel();
        subSystem.turnOffTV();
    }
}

创建子系统：

public class SubSystem {
    public void turnOnTV(){
        System.out.println("打开电视");
    };
    public void turnOffTV(){
        System.out.println("关闭电视");
    };
    public void changeChannel(){
        System.out.println("转换频道");
    };

}

客户端代码：?

public class FacadeClient {
    // 普通实现：客户端需要与子系统内部多个模块交互，强耦合
    public static void main(String[] args) {
        SubSystem subSystem = new SubSystem();
        subSystem.turnOnTV();
        subSystem.changeChannel();
        subSystem.turnOffTV();

        // 外观模式下，只需要直接使用门面对象
        new Facade().watchTV();
    }
}

工作流程：

1. 客户端通过外观接口与外观对象交互。

2. 外观对象将请求转发给相应的子系统。

3. 子系统执行请求并将结果返回给外观对象。

4. 外观对象将结果返回给客户端，客户端无需了解子系统的详细实现。

应用场景：

外观模式适用于以下情况：

1. 当系统拥有复杂的子系统结构，而客户端只需与系统的部分功能交互时，可以使用外观模式。

2. 当希望封装系统的复杂性，提供一个简单的接口给客户端时，可以使用外观模式。

3. 当需要解耦客户端和子系统之间的依赖关系时，可以使用外观模式。

本质：

外观模式的本质是为系统提供一个高层次的接口，以封装和简化复杂的子系统。

涉及的设计原则：

1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）：外观模式有助于确保每个子系统负责自己的功能，符合单一职责原则。

2. 封装原则（Encapsulation Principle）：外观模式通过封装子系统的复杂性，提供了一个简化的接口。

相关设计模式：

• 适配器模式（Adapter Pattern）：适配器模式用于将一个接口转换为另一个接口，而外观模式用于简化接口，使其更易于使用。
• 单例模式（Singleton Pattern）：外观模式中的外观对象通常是单例的，以确保系统中只有一个外观对象。
• 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：外观模式可以与抽象工厂模式一起使用，以提供一个更高级别的接口来创建一组相关对象。

框架示例：

一个示例是在图形用户界面（GUI）开发中使用外观模式。GUI库可以提供一个外观对象，使开发者能够更容易地创建窗口、按钮、文本框等界面元素，而无需了解每个元素的复杂构建和交互细节。这种方式简化了GUI开发，隐藏了底层窗口系统的复杂性。