设计模式(10/23) - 外观模式

外观模式

1 概述

• 外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它为子系统中的一组接口提供了一个统一的高层接口，使得子系统更加容易使用。
• 外观模式通过定义一个高层接口，让子系统的使用更加简单，并且减少了客户端与子系统之间的耦合。

2 优缺点及应用场景

2.1 优点

• 1）简化接口：提供了一个简单的接口，减少了子系统的复杂性，使得子系统更加易用。
• 2）减少客户端与子系统之间的耦合：客户端不需要直接与子系统的多个模块交互，减少了代码的耦合度。
• 3）更好的划分访问层次：可以有选择地暴露子系统的功能，避免不必要的访问。

2.2 缺点

• 1）单一职责原则的潜在破坏：外观类承担了过多的职责，可能会变得臃肿，难以维护。
• 2）不易扩展：当子系统需要扩展时，外观类也需要相应的修改，可能影响稳定性。

2.3 应用场景

• 1）简化复杂系统的使用：当需要简化复杂系统的使用接口时，可以使用外观模式。
• 2）分层结构：在分层结构中使用外观模式，可以定义每一层的入口，降低层之间的耦合。
• 3）遗留系统的集成：使用外观模式提供遗留系统的简单接口，便于集成和交互。

3 结构

• 1）外观（Facade）：提供统一的接口，用来访问子系统中的各个接口。
• 2）子系统（Subsystem）：子系统实现子系统的功能。处理Facade对象指派的任务，子系统中没有外观的相关信息，也没有Facade接口。

4 实现

4.1 UML 类图

4.2 代码示例

// 创建一个接口
interface Shape {
  void draw();
}

// 创建实现接口的实体类：正方形
class Square implements Shape {
  @Override
  public void draw() {
    System.out.println("Square::draw()");
  }
}

// 创建实现接口的实体类：长方形
class Rectangle implements Shape {
  @Override
  public void draw() {
    System.out.println("Rectangle::draw()");
  }
}

// 创建实现接口的实体类：圆形
class Circle implements Shape {
  @Override
  public void draw() {
    System.out.println("Circle::draw()");
  }
}

// 创建一个外观类
class ShapeMaker {
  private Shape square;
  private Shape rectangle;
  private Shape circle;

  public ShapeMaker() {
    square = new Square();
    rectangle = new Rectangle();
    circle = new Circle();
  }

  public void drawSquare() {
    square.draw();
  }

  public void drawRectangle() {
    rectangle.draw();
  }

  public void drawCircle() {
    circle.draw();
  }
}

// 使用示例
public class FacadePatternDemo {
  public static void main(String[] args) {
    // 使用该外观类画出各种类型的形状
    ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker();

    shapeMaker.drawSquare();
    shapeMaker.drawRectangle();
    shapeMaker.drawCircle();
  }
}

• 执行程序，输出结果：

Square::draw()
Rectangle::draw()
Circle::draw()

5 总结

• 外观模式通过提供一个高层接口，使得子系统的使用更加简单，并且减少了客户端与子系统之间的耦合。它适用于简化复杂系统的使用、分层结构以及遗留系统的集成等场景。虽然外观模式提高了系统的易用性和可维护性，但也可能导致外观类过于臃肿，不易扩展。合理地使用外观模式，可以有效地管理系统的复杂性，提供简洁的接口。