设计模式之外观模式

# 设计模式之外观模式

# 意图

外观模式 (Facade) 是一种结构型设计模式，为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。

外观模式为复杂子系统提供了一个简单接口，并不为子系统添加新的功能和行为。
外观模式实现了子系统与客户之间的松耦合关系。
外观模式没有封装子系统的类，只是提供了简单的接口。如果应用需要，它并不限制客户使用子系统类。因此可以再系统易用性与通用性之间选择。
外观模式注重的是简化接口，它更多的时候是从架构的层次去看整个系统，而并非单个类的层次。

# 适用场景

如果你需要一个指向复杂子系统的直接接口，且该接口的功能有限，则可以使用外观模式。
如果需要将子系统组织为多层结构，可以使用外观。

# 结构

# 结构说明

外观（Facade）提供了一种访问特定子系统功能的便捷方式，其了解如何重定向客户端请求，知晓如何操作一切活动部件。
创建附加外观 （Additional Facade）类可以避免多种不相关的功能污染单一外观，使其变成又一个复杂结构。客户端和其他外观都可使用附加外观。
复杂子系统 （Complex Subsystem）由数十个不同对象构成。如果要用这些对象完成有意义的工作，你必须深入了解子系统的实现细节，比如按照正确顺序初始化对象和为其提供正确格式的数据。

子系统类不会意识到外观的存在，它们在系统内运作并且相互之间可直接进行交互。
客户端 （Client）使用外观代替对子系统对象的直接调用。

# 结构代码范式

Facade : 了解每个子系统类的功能，负责分发客户端的请求给各个子系统去处理。

class Class1 {
    public void op1() {
        System.out.println("方法1");
    }
}

class Class2 {
    public void op2() {
        System.out.println("方法2");
    }
}

class Class3 {
    public void op3() {
        System.out.println("方法3");
    }
}

Subsystem Classes : 实现子系统功能。在不感知 Facade 的情况下，处理 Facade 对象分配的工作，

class Facade {
    private Class1 one = new Class1();
    private Class2 two = new Class2();
    private Class3 three = new Class3();

    public void op1() {
        System.out.println("Facade op1()");
        one.op1();
    }

    public void op2() {
        System.out.println("Facade op2()");
        two.op2();
    }

    public void op3() {
        System.out.println("Facade op3()");
        three.op3();
    }

    public void Method() {
        System.out.println("Facade Method()");
        three.op3();
        two.op2();
        one.op1();
    }
}

【客户端】

public class FacadePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        facade.Method();

        facade.op1();
    }
}

【输出】

Facade Method()
方法3
方法2
方法1
Facade op1()
方法1

# 伪代码

在本例中，外观模式简化了客户端与复杂视频转换框架之间的交互。

你可以创建一个封装所需功能并隐藏其他代码的外观类，从而无需使全部代码直接与数十个框架类进行交互。该结构还能将未来框架升级或更换所造成的影响最小化，因为你只需修改程序中外观方法的实现即可。

// 这里有复杂第三方视频转换框架中的一些类。我们不知晓其中的代码，因此无法
// 对其进行简化。

class VideoFile
// ...

class OggCompressionCodec
// ...

class MPEG4CompressionCodec
// ...

class CodecFactory
// ...

class BitrateReader
// ...

class AudioMixer
// ...


// 为了将框架的复杂性隐藏在一个简单接口背后，我们创建了一个外观类。它是在
// 功能性和简洁性之间做出的权衡。
class VideoConverter is
    method convert(filename, format):File is
        file = new VideoFile(filename)
        sourceCodec = new CodecFactory.extract(file)
        if (format == "mp4")
            destinationCodec = new MPEG4CompressionCodec()
        else
            destinationCodec = new OggCompressionCodec()
        buffer = BitrateReader.read(filename, sourceCodec)
        result = BitrateReader.convert(buffer, destinationCodec)
        result = (new AudioMixer()).fix(result)
        return new File(result)

// 应用程序的类并不依赖于复杂框架中成千上万的类。同样，如果你决定更换框架，
// 那只需重写外观类即可。
class Application is
    method main() is
        convertor = new VideoConverter()
        mp4 = convertor.convert("funny-cats-video.ogg", "mp4")
        mp4.save()

# 案例

使用示例： 使用 Java 开发的程序中经常会使用外观模式。它在与复杂程序库和 API 协作时特别有用。

下面是一些核心 Java 程序库中的外观示例：

javax.faces.context.FacesContext (opens new window) 在底层使用了 LifeCycle (opens new window)、 ViewHandler (opens new window) 和 NavigationHandler (opens new window) 这几个类，但绝大多数客户端不知道。
javax.faces.context.ExternalContext (opens new window) 在内部使用了 ServletContext (opens new window)、 HttpSession (opens new window)、 HttpServletRequest (opens new window)、 HttpServletResponse (opens new window) 和其他一些类。

识别方法：外观可以通过使用简单接口，但将绝大部分工作委派给其他类的类来识别。通常情况下，外观管理着其所使用的对象的完整生命周期。

# 与其他模式的关系

外观模式 (opens new window)为现有对象定义了一个新接口，适配器模式 (opens new window)则会试图运用已有的接口。 适配器通常只封装一个对象，外观通常会作用于整个对象子系统上。
当只需对客户端代码隐藏子系统创建对象的方式时，你可以使用抽象工厂模式 (opens new window)来代替外观 (opens new window)。
享元模式 (opens new window)展示了如何生成大量的小型对象，外观 (opens new window)则展示了如何用一个对象来代表整个子系统。
外观 (opens new window)和中介者模式 (opens new window)的职责类似：它们都尝试在大量紧密耦合的类中组织起合作。
- 外观为子系统中的所有对象定义了一个简单接口，但是它不提供任何新功能。子系统本身不会意识到外观的存在。子系统中的对象可以直接进行交流。
- 中介者将系统中组件的沟通行为中心化。各组件只知道中介者对象，无法直接相互交流。
外观 (opens new window)类通常可以转换为单例模式 (opens new window)类，因为在大部分情况下一个外观对象就足够了。
外观 (opens new window)与代理模式 (opens new window)的相似之处在于它们都缓存了一个复杂实体并自行对其进行初始化。代理与其服务对象遵循同一接口，使得自己和服务对象可以互换，在这一点上它与外观不同。

# 参考资料

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上次更新: 2024/01/27, 23:24:21

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