外观模式--java实现

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影院管理项目

组建一个家庭影院:DVD播放器、投影仪、自动屏幕、环绕立体声、爆米花机,要求完成使用家庭影院的功能,其过程如下

  • 直接用遥控器:统筹各设备开关
  • 开爆米花机
  • 放下屏幕
  • 开投影仪
  • 开音响
  • 开DVD,选dvd
  • 去拿爆米花
  • 调暗灯光
  • 播放
  • 观影结束后,关闭各种设备

方案1 image.png 伪代码:

    public static void main(){
        //1、创建各种相关对象
        //2、调用创建的各个对象的一系列方法
        //3、调用DVDPlayer 对象的play方法
    }
}

问题分析:

  • 在ClientTest的main方法中,创建各个子系统的对象,并直接去调用子系统(对象)相关方法,会造成调用过程混乱,没有清晰的过程。
  • 不利于在ClientTest中,去维护对子系统的操作。
  • 解决思路,使用外观模式,定义一个高层接口,给子系统中的一组接口提供一个一致的界面(比如在高层接口提供4个方法ready,play,pause,end)。用来访问子系统中的一群接口。

外观模式基本介绍

  • 外观模式:也叫过程模式,外观模式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。
  • 外观模式通过定义一个一致的接口(界面类),用以屏蔽内部子系统的细节,使得调用端只需跟这个接口发生调用,而无需关系这个子系统的内部细节。

原理类图

image.png

说明:

  • 外观类(Facade):为调用端提供统一的调用接口,外观类知道哪些子系统负责处理请求,从而将调用端的请求代理给适当子系统对象。
  • 调用者(Client):外观接口的调用者
  • 子系统的集合(SubSystem):指模块或子系统,处理facade对象指派的任务,他是功能的提供者。

外部模式解决影院管理项目

类图:

image.png 代码:

public class Facade {
    private DVDPlayer dvdPlayer;
    private Projector projector;
    private Screen screen;
    private Stereo stereo;
    private Popcorn popcorn;
    private TheaterLight theaterLight;

    public Facade() {
        this.dvdPlayer = DVDPlayer.getInstance();
        this.projector = Projector.getInstance();
        this.screen = Screen.getInstance();
        this.stereo = Stereo.getInstance();
        this.popcorn = Popcorn.getInstance();
        this.theaterLight = TheaterLight.getInstance();
    }

    public void ready() {
        popcorn.on();
        dvdPlayer.on();
        screen.down();
        projector.on();
        projector.focus();
        stereo.on();
        theaterLight.dim();
        popcorn.pop();
    }

    public void play() {
        dvdPlayer.play();
    }

    public void pause() {
        dvdPlayer.pause();
    }

    public void end() {
        dvdPlayer.off();
        screen.up();
        projector.off();
        popcorn.off();
        theaterLight.bright();
        stereo.off();
    }
}

class DVDPlayer {
    private DVDPlayer() {
    }

    private static final DVDPlayer dvdPlayer = new DVDPlayer();

    public static DVDPlayer getInstance() {
        return dvdPlayer;
    }

    public void on() {
        System.out.println("DVDPlayer on...");
    }

    public void off() {
        System.out.println("DVDPlayer off...");
    }

    public void pause() {
        System.out.println("DVDPlayer pause...");
    }

    public void play() {
        System.out.println("DVDPlayer play...");
    }
}

class Projector {
    private Projector() {
    }

    private static final Projector projector = new Projector();

    public static Projector getInstance() {
        return projector;
    }

    public void on() {
        System.out.println("Projector on...");
    }

    public void off() {
        System.out.println("Projector off...");
    }

    public void focus() {
        System.out.println("Projector focus...");
    }
}

class Screen {
    private Screen() {
    }

    private static final Screen screen = new Screen();

    public static Screen getInstance() {
        return screen;
    }

    public void up() {
        System.out.println("Screen up...");
    }

    public void down() {
        System.out.println("Screen down...");
    }
}

class Popcorn {
    private Popcorn() {
    }

    private static final Popcorn instance = new Popcorn();

    public static Popcorn getInstance() {
        return instance;
    }

    public void on() {
        System.out.println("Popcorn on...");
    }

    public void off() {
        System.out.println("Popcorn off...");
    }

    public void pop() {
        System.out.println("Popcorn pop...");
    }

}

class Stereo {
    private Stereo() {
    }

    private static final Stereo instance = new Stereo();

    public static Stereo getInstance() {
        return instance;
    }

    public void on() {
        System.out.println("Stereo on...");
    }

    public void off() {
        System.out.println("Stereo off...");
    }
}

class TheaterLight {
    private TheaterLight() {
    }

    private static final TheaterLight instance = new TheaterLight();

    public static TheaterLight getInstance() {
        return instance;
    }

    public void dim() {
        System.out.println("TheaterLight dim...");
    }

    public void bright() {
        System.out.println("TheaterLight bright...");
    }
}
public class FacadeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        facade.ready();
        facade.play();
        facade.pause();
        facade.play();
        facade.end();
    }
}

外观模式的注意事项和细节

  • 外观模式对外屏蔽了子系统的细节,因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性。
  • 外观模式解耦了客户端与子系统的关系,让子系统内部的模块更易维护和扩展。
  • 通过合理的使用外观模式,可以帮我们更好地划分访问层次。
  • 当系统需要进行分层设计时,可以考虑使用外观模式。
  • 在维护一个遗留的大型系统时,可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展,此时可以考虑为新系统开发一个Facade类,来提供遗留系统的比较清晰简单的接口,让新系统与Facade类交互,提高复用性。
  • 不能过多地或者不合理地使用外观模式,使用外观模式好,还是直接调用模块好,要以让系统有层次,利于维护为目的。