C#设计模式之10-外观模式

外观模式（Facade Pattern）

外观模式属于结构型模式，它隐藏了系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。

为子系统中的一组接口提供了一个统一的访问接口，这个接口使得子系统更容易被访问或者使用。

角色：

1、外观角色（Facade）

外观模式的核心，它被客户角色调用，它熟悉子系统的各项功能，可以在内部根据需求预定几种功能的组合；

2、子系统角色（SubSystem）

实现了子系统的功能，它内部可以有系统内的相互交互，也可以由供外界调用的接口。

示例：

命名空间FacadePattern中包含外观类Facade，提供公开的Handle方法，Haikwan是海关类，可以通过Apply方法从后台取得一个加密的完税凭证JSON数据，Decrypt类为解密类，可以解密海关的JSON数据，TaxProof则是完税凭证类，可以将JSON反序列化成一个对象，FileStore则将完税凭证数据持久化到文件中。本案例尝试通过一个从海关获取数据、解密、反序列化、保存到文件的完整流程来向大家简明扼要的阐述外观模式的使用。

namespace FacadePattern

public class Haikwan {

    public string Apply(Uri uri) {
        Console.WriteLine($"Apply some data from {uri.ToString()}!");
        return Const.TEMPLET_HAIKWAN;
    }

}

海关类Haikwan，包含一个Apply方法可以从海关的后台获取一个加密的JSON数据。

public class Decrypt {

    public string Decipher(string ciphertext) {
        Console.WriteLine("Deciphering ciphertext!");
        Console.WriteLine(Const.LINE_BREAK);
        Console.WriteLine(ciphertext);
        Console.WriteLine(Const.LINE_BREAK);
        return ciphertext;
    }

}

解密类Decrypt，将加密的JSON数据用Decipher方法解密成原始JSON数据。

public class TaxProof {

    public string TaxNo { get; private set; }

    public decimal Money { get; private set; }

    public DateTime PaymentData { get; private set; }

    public void Deserialize(string plaintext) {
        Console.WriteLine("Creating TaxProof Instance from plaintext!");
        TaxNo = "287361039374492-A01";
        Money = 1986.1020m;
        PaymentData = new DateTime(2018, 07, 20);
    }

}

TaxProof完税凭证类，将JSON数据反序列化成实体对象，以便使用类的面向对象语言的优势进行后续的处理。

本例中没有真正实现反序列化的动作，仅仅作为一个演示使用了Hard Code。在实际开发过程中，推荐使用Newtonsoft.Json来处理序列化和反序列化。

public class FileStore {

    public void Store(TaxProof taxProof) {
        Console.WriteLine("Saving taxProof instance to file!");
        Console.WriteLine($"TaxProof.TaxNo = {taxProof.TaxNo},");
        Console.WriteLine($"TaxProof.Money = {taxProof.Money},");
        Console.WriteLine($"TaxProof.PaymentData = {taxProof.PaymentData}!");
        Console.WriteLine(Const.LINE_BREAK);
    }

}

FileStore文件保存类，将完税凭证数据持久化到文件中。

public class Facade {

    private Haikwan _haikwan = null;
    private Decrypt _decrypt = null;
    private TaxProof _taxProof = null;
    private FileStore _fileStore = null;

    public Facade() {
        _haikwan = new Haikwan();
        _decrypt = new Decrypt();
        _taxProof = new TaxProof();
        _fileStore = new FileStore();
    }

    public void Handle(Uri uri) {
        var ciphertext = _haikwan.Apply(uri);
        var plaintext = _decrypt.Decipher(ciphertext);
        _taxProof.Deserialize(plaintext);
        _fileStore.Store(_taxProof);
    }

}

Facade外观类，这是外观模式的核心类，首先在内部维持对海关类Haikwan、解密类Decrypt、完税凭证类TaxProof、文件保存类FileStore的引用，并在构造函数中创建它们，公开的Handle方法处理一个完整的从海关获取数据到持久化文件的完整流程。

public class Const {

    public const string TEMPLET_HAIKWAN = "{\r\n" +
        "  \"Haikwan\": {\r\n" +
        "    \"TaxNo\": \"287361039374492-A01\",\r\n" +
        "    \"Money\": 1986.1020,\r\n" +
        "    \"PaymentData\": \"\\/Date(1532099596)\\/\"\r\n" +
        "  }\r\n" +
        "}";

    public const string LINE_BREAK =
        "-------------------------------------------------------------";

    public const string HAIKWAN_URI =
        "http://@copyright#www.customs.gov.cn";

}

Const常量类，统一管理本案例中用到的字符串资源。实际开发过程中不应当出现此类，请参考2017年阿里发布的《阿里巴巴Java开发手册》，此规则对C#开发者来说也应当遵守。

public class Program {

    private static Facade _facade = null;

    public static void Main(string[] args) {
        _facade = new Facade();
        _facade.Handle(new Uri(Const.HAIKWAN_URI));

        Console.ReadKey();
    }

}

调用方的代码，仅仅需要一行代码就完成了一个完整的流程。以下是这个案例的输出结果：

Apply some data from http://@copyright/#www.customs.gov.cn!
Deciphering ciphertext!
-------------------------------------------------------------
{
  "Haikwan": {
    "TaxNo": "287361039374492-A01",
    "Money": 1986.1020,
    "PaymentData": "\/Date(1532099596)\/"
  }
}
-------------------------------------------------------------
Creating TaxProof Instance from plaintext!
Saving taxProof instance to file!
TaxProof.TaxNo = 287361039374492-A01,
TaxProof.Money = 1986.1020,
TaxProof.PaymentData = 2018-07-20 00:00:00!
-------------------------------------------------------------

优点：

1、实现了子系统与客户端之间的松耦合关系；
2、客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易。

缺点：

1、不符合开闭原则，如果要修改某一个子系统的功能，通常外观类也要一起修改；
2、没有办法直接阻止外部不通过外观类访问子系统的功能，因为子系统类中的功能必须是公开的（根据需要决定是否使用internal访问级别可解决这个缺点，但外观类需要和子系统类在同一个程序集内）。

使用场景：

1、设计初期阶段，应该有意识的将不同层分离，层与层之间建立外观模式；
2、开发阶段，子系统越来越复杂，增加外观模式提供一个简单的调用接口；
3、维护一个大型遗留系统的时候，可能这个系统已经非常难以维护和扩展，但又包含非常重要的功能，为其开发一个外观类，以便新系统与其交互。