设计模式 - 外观模式

什么是外观模式？

定义了一个高层、统一的接口，外部与通过这个统一的接口对子系统中的一群接口进行访问。通过创建一个统一的类，用来包装子系统中一个或多个复杂的类，客户端可以通过调用外观类的方法来调用内部子系统中所有方法

解决问题

● 避免了系统与系统之间的高耦合度
● 使得复杂的子系统用法变得简单

结构图

注意点

从客户程序的角度来看，Facade模式不仅简化了整个组件系统的接口，同时对于组件内部与外部客户程序来说，从某种程度上也达到了一种“解耦”的效果——内部子系统的任何变化不会影响到Façade接口的变化。

Façade设计模式更注重从架构的层次去看整个系统，而不是单个类的层次。Façade很多时候更是一种架构设计模式。

Façade设计模式并非一个集装箱，可以任意地放进任何多个对象。Façade模式中组件的内部应该是“相互耦合关系比较大的一系列组件”，而不是一个简单的功能集合。

注意区分Façade模式、Adapter模式、Bridge模式与Decorator模式。Façade模式注重简化接口，Adapter模式注重转换接口，Bridge模式注重分离接口（抽象）与其实现，Decorator模式注重稳定接口的前提下为对象扩展功能。

代码

● 背景：小成的爷爷已经80岁了，一个人在家生活：每次都需要打开灯、打开电视、打开空调；睡觉时关闭灯、关闭电视、关闭空调；
● 冲突：行动不方便，走过去关闭那么多电器很麻烦，代码如下：

 //灯类
        public class SubSystemA_Light
        {
            public void on()
            {
                Console.WriteLine("打开了灯....");
            }

            public void off()
            {
                Console.WriteLine("关闭了灯....");
            }
        }

        //电视类
        public class SubSystemB_Television
        {
            public void on()
            {
                Console.WriteLine("打开了电视....");
            }

            public void off()
            {
                Console.WriteLine("关闭了电视....");
            }
        }

        //空调类
        public class SubSystemC_Aircondition
        {
            public void on()
            {
                Console.WriteLine("打开了空调....");
            }

            public void off()
            {
                Console.WriteLine("关闭了空调....");
            }
        }

        public class Facade
        {

            SubSystemA_Light light;
            SubSystemB_Television television;
            SubSystemC_Aircondition aircondition;


            //传参
            public Facade(SubSystemA_Light light, SubSystemB_Television television, SubSystemC_Aircondition aircondition)
            {
                this.light = light;
                this.television = television;
                this.aircondition = aircondition;

            }
            //起床后一键开电器
            public void on()
            {
                Console.WriteLine("起床了");
                light.on();
                television.on();
                aircondition.on();

            }

            public void off()
            {
                //睡觉时一键关电器
                Console.WriteLine("睡觉了");
                light.off();
                television.off();
                aircondition.off();
            }



            public static void Main(String[] args)
            {
                {
                    //实例化电器类
                    SubSystemA_Light light = new SubSystemA_Light();
                    SubSystemB_Television television = new SubSystemB_Television();
                    SubSystemC_Aircondition aircondition = new SubSystemC_Aircondition();

                    //传参
                    Facade facade = new Facade(light, television, aircondition);

                    //客户端直接与外观对象进行交互
                    facade.on();
                    Console.WriteLine("可以看电视了");
                    facade.off();
                    Console.WriteLine("可以睡觉了");
                }

总结：

外观模式是一种结构型设计模式，它提供了一个统一的接口，用于访问系统中的一组复杂子系统。通过使用外观模式，客户端可以简化和减少与子系统的直接交互，从而降低了系统的复杂性。

外观模式从多个维度来介绍如下：

1. 定义：外观模式通过提供一个统一的接口，封装了一组复杂子系统的功能。它隐藏了子系统的复杂性，使得客户端可以更加方便地使用子系统。

2. 结构：外观模式包含三个角色：外观(Facade)、子系统(SubSystem)和客户端(Client)。外观角色封装了一组子系统的接口，客户端通过外观角色来访问子系统。子系统角色实现了具体的功能，客户端通过外观角色来间接地使用子系统。

3. 优点：

   • 简化接口：外观模式提供了一个简单的接口，隐藏了子系统的复杂性，使得客户端可以更加方便地使用子系统。
   • 解耦：外观模式将客户端与子系统解耦，使得客户端不需要直接与子系统交互，降低了客户端与子系统之间的依赖关系。
   • 提高灵活性：外观模式可以随时调整子系统的实现，而不会影响客户端的代码。

4. 缺点：

   • 违反开闭原则：如果需要新增或修改子系统的功能，可能需要修改外观角色的代码，违反了开闭原则。
   • 可能引入不必要的复杂性：如果子系统的接口很简单，使用外观模式可能会引入不必要的复杂性。

5. 适用场景：

   • 当一个系统有多个子系统，并且客户端需要直接与多个子系统交互时，可以使用外观模式来简化客户端的代码。
   • 当需要对子系统进行封装，以降低客户端与子系统之间的耦合度时，可以使用外观模式。
   • 当需要将子系统的接口进行统一封装，以提供一个简单的接口给客户端使用时，可以使用外观模式。

外观模式的使用场景包括：

1. 简化复杂系统：当一个系统变得非常复杂，包含多个子系统和相互关联的类时，可以使用外观模式来提供一个简单的接口，隐藏系统的复杂性，使得客户端可以更容易地使用系统。

2. 提供统一接口：当一个系统中的一组接口需要被统一使用时，可以使用外观模式来封装这些接口，提供一个统一的接口给客户端使用。

3. 解耦客户端和子系统：当客户端需要依赖多个子系统时，可以使用外观模式来解耦客户端和子系统之间的依赖关系，减少耦合度。

4. 对子系统进行封装：当需要对一个子系统进行封装，隐藏其内部的实现细节时，可以使用外观模式来提供一个简单的接口给客户端使用。

5. 系统升级和维护：当系统需要升级或者维护时，可以使用外观模式来封装变化，降低对客户端的影响，提高系统的可维护性和可扩展性。

总之，外观模式适用于需要简化复杂系统、提供统一接口、解耦客户端和子系统、对子系统进行封装、系统升级和维护等场景。