C#设计模式之外观模式

外观模式

本篇博客将介绍外观模式，外观模式是一种使用频率非常高的设计模式，它通过引入一个外观角色来简化客户端与子系统之间的交互，为复杂的子系统调用提供一个统一的入口，使子系统与客户端的耦合度降低，且客户端调用非常方便。

模式分类

结构型设计模式。

模式产生的原因

在软件开发中，当我们需要访问一系列子系统来完成一个功能，此时由于涉及的类比较多，导致使用时代码就会比较复杂。而这些需要交互的类又经常会作为一个整体出现，此时如果有一个类可以帮助我们对这一系列的类完成调用就好了，于是我们引入这样一个类，这个类就是这个功能的一个外观类。

模式灵感的来源

在现实生活中，如果说我们想要喝一杯茶，我们可以选择自己泡一杯茶，这就需要我们知道泡茶的流程，以及我们需要自行准备茶具。但是如果我们去茶馆喝茶，我们只需要和服务员说我们想和什么茶即可，服务员会去帮我们泡茶并将泡好的茶端上来，这里的服务员就是泡茶流程的一个外观角色，我们不再需要自己泡茶，直接通知服务员。

模式类图

由上图可知，外观模式基本上有2个对象构成：

BaseFacade（抽象外观类）：

外观类的抽象接口，也可以是抽象类，不是必须要有的，当然如果你的系统中包含一个这样的模块，会增加你系统的灵活性。

Facade（具体外观类）：

客户端可以调用它的方法，在外观角色中可以知道相关的子系统的功能和责任；在正常情况下，他将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统，传递相应的子系统对象处理结果。

代码实现

我们通过一个例子来实现外观模式的代码：

在计算机主机（Mainframe）中，只需按下主机的开机键（On（）），即可调用其他硬件设备和软件的启动方法，比如内存（Memory）的自检（Check（））、CPU运行的（Run（））、硬盘（HardDisk）的读取（Read（））、操作系统（OS）的载入（Load（））等，请使用外观模式模拟该过程。

BaseFacade抽象外观类：

namespace Facade.Facade.Question5
{
    public abstract class BaseFacade
    {
        public abstract void On();
    }
}

Mainframe主机类：

namespace Facade.Facade.Question5
{
    public class MainFrame : BaseFacade
    {
        private CPU _myCpu;
        private HardDisk _myHardDisk;
        private Memory _myMemory;
        private OperationSystem _myOperationSystem;

        public void SetCpu(CPU cpu)
        {
            _myCpu = cpu;
        }

        public void SetHardDisk(HardDisk hardDisk)
        {
            _myHardDisk = hardDisk;
        }

        public void SetMemory(Memory memory)
        {
            _myMemory = memory;
        }

        public void SetOperationSystem(OperationSystem operationSystem)
        {
            _myOperationSystem = operationSystem;
        }
        public override void On()
        {
            _myCpu.Run();
            _myMemory.Check();
            _myHardDisk.Read();
            _myOperationSystem.Load();
        }
    }
}

CPU类：

using System;

namespace Facade.Facade.Question5
{
    public class CPU
    {
        public void Run()
        {
            Console.WriteLine("CPU运行");
        }
    }
}

HardDisk硬盘类：

using System;

namespace Facade.Facade.Question5
{
    public class HardDisk
    {
        public void Read()
        {
            Console.WriteLine("硬盘读取");
        }
    }
}

Memory内存类：

using System;

namespace Facade.Facade.Question5
{
    public class Memory
    {
        public void Check()
        {
            Console.WriteLine("内存自检");
        }
    }
}

OS操作系统类：

using System;

namespace Facade.Facade.Question5
{
    public class OperationSystem
    {
        public void Load()
        {
            Console.WriteLine("操作系统载入");
        }
    }
}

外观模式总结

外观模式的优点：

1. 他对客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需要的对象数目，并使得子系统使用起来更加方便。
2. 它实现了子系统与客户端之间的松耦合关系，这使得子系统的变化不会影响到调用它的客户端，只需要调整外观类即可。

外观模式的缺点：

1. 外观模式并不能很好的限制客户端直接使用子系统的类，如果对客户端访问子系统类做了太多的限制，则会减少可变性和灵活性。
2. 如果设计不当，增加子系统可能会修改外观类的源代码，违背了开闭原则。