外观模式

外观模式（Facade Pattern）隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。

这种模式涉及到一个单一的类，该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统类方法的委托调用。

介绍

意图

为一个复杂的子系统提供一个一致的高层接口。这样，客户端代码就可以通过这个简化的接口与子系统交互，而不需要了解子系统内部的复杂性。

主要解决的问题

  • 降低客户端与复杂子系统之间的耦合度。
  • 简化客户端对复杂系统的操作，隐藏内部实现细节。

使用场景

  • 当客户端不需要了解系统内部的复杂逻辑和组件交互时。
  • 当需要为整个系统定义一个清晰的入口点时。

实现方式

  • 创建外观类：定义一个类（外观），作为客户端与子系统之间的中介。
  • 封装子系统操作：外观类将复杂的子系统操作封装成简单的方法。

关键代码

  • Facade类：提供高层接口，简化客户端与子系统的交互。
  • 子系统类：实现具体的业务逻辑，被Facade类调用。

应用实例

  1. 医院接待：医院的接待人员简化了挂号、门诊、划价、取药等复杂流程。
  2. Java三层架构：通过外观模式，可以简化对表示层、业务逻辑层和数据访问层的访问。

优点

  1. 减少依赖：客户端与子系统之间的依赖减少。
  2. 提高灵活性：子系统的内部变化不会影响客户端。
  3. 增强安全性：隐藏了子系统的内部实现，只暴露必要的操作。

缺点

  • 违反开闭原则：对子系统的修改可能需要对外观类进行相应的修改。

使用建议

  • 在需要简化复杂系统访问时使用外观模式。
  • 确保外观类提供的方法足够简单，以便于客户端使用。

注意事项

  • 外观模式适用于层次化结构，可以为每一层提供一个清晰的入口。
  • 避免过度使用外观模式，以免隐藏过多的细节，导致维护困难。

结构

外观模式涉及以下核心角色：

  • 外观（Facade）:

    • 提供一个简化的接口，封装了系统的复杂性。外观模式的客户端通过与外观对象交互，而无需直接与系统的各个组件打交道。

  • 子系统（Subsystem）:

    • 由多个相互关联的类组成，负责系统的具体功能。外观对象通过调用这些子系统来完成客户端的请求。

  • 客户端（Client）:

    • 使用外观对象来与系统交互，而不需要了解系统内部的具体实现。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类。下一步是定义一个外观类 ShapeMaker。

ShapeMaker 类使用实体类来代表用户对这些类的调用。FacadePatternDemo 类使用 ShapeMaker 类来显示结果。

外观模式的 UML 图

步骤 1

创建一个接口。

Shape.java

public interface Shape { void draw(); }

步骤 2

创建实现接口的实体类。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Rectangle::draw()"); } }

Square.java

public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Square::draw()"); } }

Circle.java

public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Circle::draw()"); } }

步骤 3

创建一个外观类。

ShapeMaker.java

public class ShapeMaker { private Shape circle; private Shape rectangle; private Shape square; public ShapeMaker() { circle = new Circle(); rectangle = new Rectangle(); square = new Square(); } public void drawCircle(){ circle.draw(); } public void drawRectangle(){ rectangle.draw(); } public void drawSquare(){ square.draw(); } }

步骤 4

使用该外观类画出各种类型的形状。

FacadePatternDemo.java

public class FacadePatternDemo { public static void main(String[] args) { ShapeMaker shapeMaker = new ShapeMaker(); shapeMaker.drawCircle(); shapeMaker.drawRectangle(); shapeMaker.drawSquare(); } }

步骤 5

执行程序，输出结果：

Circle::draw()
Rectangle::draw()
Square::draw()