设计模式之路 | 外观模式

外观模式的定义与特点

外观（Facade）模式的定义：是一种通过为多个复杂的子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式。该模式对外有一个统一接口，外部应用程序不用关心内部子系统的具体的细节，这样会大大降低应用程序的复杂度，提高了程序的可维护性。

外观（Facade）模式是“迪米特法则”的典型应用，它有以下主要优点。

1. 降低了子系统与客户端之间的耦合度，使得子系统的变化不会影响调用它的客户类。
2. 对客户屏蔽了子系统组件，减少了客户处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易。
3. 降低了大型软件系统中的编译依赖性，简化了系统在不同平台之间的移植过程，因为编译一个子系统不会影响其他的子系统，也不会影响外观对象。

外观（Facade）模式的主要缺点如下。

1. 不能很好地限制客户使用子系统类。
2. 增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码，违背了“开闭原则”。

 

外观模式的结构与实现

外观（Facade）模式的结构比较简单，主要是定义了一个高层接口。它包含了对各个子系统的引用，客户端可以通过它访问各个子系统的功能。现在来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构

外观（Facade）模式包含以下主要角色。

1. 外观（Facade）角色：为多个子系统对外提供一个共同的接口。
2. 子系统（Sub System）角色：实现系统的部分功能，客户可以通过外观角色访问它。
3. 客户（Client）角色：通过一个外观角色访问各个子系统的功能。

例如，现在有这么一个需求，现在做了一个只能家居的项目，有开机、关机、播放的功能。在点击开机（关机）的时候，家里的DVD、音响、投影仪就要打开（关闭）。

/**
 * 投影仪操作类
 * 
 * @author Administrator
 */
public class ScreenPlayer {

	/**
	 * 打开投影仪
	 */
	public void on() {
		System.out.println("投影仪打开");
	}
	
	/**
	 * 投影仪播放
	 */
	public void play() {
		System.out.println("投影仪播放");
	}
	
	/**
	 * 关闭投影仪
	 */
	public void off() {
		System.out.println("投影仪关闭");
	}
}

/**
 * 音响
 * 
 * @author Administrator
 */
public class StereoPlayer {

	/**
	 * 打开音响
	 */
	public void on() {
		System.out.println("音响打开");
	}
	
	/**
	 * 音响播放
	 */
	public void play() {
		System.out.println("音响播放");
	}
	
	/**
	 * 关闭音响
	 */
	public void off() {
		System.out.println("音响关闭");
	}
}

/**
 * DVD机
 * 
 * @author Administrator
 */
public class DVDPlayer {

	/**
	 * 打开DVD机
	 */
	public void on() {
		System.out.println("DVD机打开");
	}
	
	/**
	 * DVD机播放
	 */
	public void play() {
		System.out.println("DVD机播放");
	}
	
	/**
	 * DVD机选择影片
	 */
	public void choose() {
		System.out.println("DVD机选择影片");
	}
	
	/**
	 * 关闭DVD机
	 */
	public void off() {
		System.out.println("DVD机关闭");
	}
}

/**
 * 家庭影院服务
 * 
 * @author Administrator
 */
public class HomeTheaterServer {

	private DVDPlayer dvdPlayer;
	
	private ScreenPlayer screenPlayer;
	
	private StereoPlayer stereoPlayer;
	
	public HomeTheaterServer() {
		dvdPlayer = new DVDPlayer();
		screenPlayer = new ScreenPlayer();
		stereoPlayer = new StereoPlayer();
	}
	
	/**
	 * 开机
	 */
	public void on() {
		System.out.println("打开家庭影院");
		dvdPlayer.on();
		screenPlayer.on();
		stereoPlayer.on();
	}
	
	/**
	 * 播放
	 */
	public void play() {
		System.out.println("家庭影院播放");
		dvdPlayer.play();
		screenPlayer.play();
		stereoPlayer.play();
	}
	
	/**
	 * 选择影片
	 */
	public void choose() {
		System.out.println("家庭影院选择影片");
		dvdPlayer.choose();
	}
	
	/**
	 * 关机
	 */
	public void off() {
		System.out.println("家庭影院关闭");
		dvdPlayer.off();
		screenPlayer.off();
		stereoPlayer.off();
	}
}

由上面的代码可以看出，所有的操作交给了HomeTheaterServer这个类管理。使用起来更加的方便。而如果以后对这个项目进行升级，在播放的时候把灯光关闭，看完电影时，把灯光打开。只要写一个操作灯光的类。然后在HomeTheaterServer这个类中调用即可，不会影响其他的类。

 

外观模式的应用场景

通常在以下情况下可以考虑使用外观模式。

1. 对分层结构系统构建时，使用外观模式定义子系统中每层的入口点可以简化子系统之间的依赖关系。
2. 当一个复杂系统的子系统很多时，外观模式可以为系统设计一个简单的接口供外界访问。
3. 当客户端与多个子系统之间存在很大的联系时，引入外观模式可将它们分离，从而提高子系统的独立性和可移植性。

 

外观模式的扩展

在外观模式中，当增加或移除子系统时需要修改外观类，这违背了“开闭原则”。如果引入抽象外观类，则在一定程度上解决了该问题，其如下图所示。