Java行为型设计模式之外观设计模式详解

时间:2022-11-25 lpf_wei 人气:1

编程是一门艺术，大批量的改动显然是非常丑陋的做法，用心的琢磨写的代码让它变的更美观。

在现实生活中，常常存在办事较复杂的例子，如办房产证或注册一家公司，有时要同多个部门联系，这时要是有一个综合部门能解决一切手续问题就好了。

软件设计也是这样，当一个系统的功能越来越强，子系统会越来越多，客户对系统的访问也变得越来越复杂。这时如果系统内部发生改变，客户端也要跟着改变，这违背了“开闭原则”，也违背了“迪米特法则”，所以有必要为多个子系统提供一个统一的接口，从而降低系统的耦合度，这就是外观模式的目标。

1.外观设计模式定义

外观（Facade）模式又叫作门面模式，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。

在日常编码工作中，我们都在有意无意的大量使用外观模式。只要是高层模块需要调度多个子系统（2个以上的类对象），我们都会自觉地创建一个新的类封装这些子系统，提供精简的接口，让高层模块可以更加容易地间接调用这些子系统的功能。尤其是现阶段各种第三方SDK、开源类库，很大概率都会使用外观模式。

2.外观设计模式优点与不足

外观（Facade）模式是“迪米特法则”的典型应用，它有以下主要优点：

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。
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。
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）模式的不足：

不能很好地限制客户使用子系统类，很容易带来未知风险。
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”。

3.外观设计模式的实现思路

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。

外观（Facade）模式包含以下主要角色：

外观（Facade）角色：为多个子系统对外提供一个共同的接口。
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。
客户（Client）角色：通过一个外观角色访问各个子系统的功能。

4.外观设计模式代码示例

场景介绍：有加包装服务、采摘服务、发货服务，为了方便客户端使用，采用外观设计模式进行设计。

public class PackService {
    /**
     * 水果打包：防伪/加固/加急等
     */
    public void doPack(){
        AbstractFactory factory = new AppleFactory();
        /*得到包装*/
        Bag bag = factory.getBag();
        /*现需要增加防伪标识*/
        /*防伪功能*/
        bag = new CheckedBagDecorator(bag);
        /*加固功能*/
        bag = new ReinforceBagDecorator(bag);
        /*加急功能*/
        bag = new SpeedDecorator(bag);
        bag.pack();
    }
    public void doSomeThine(){
        System.out.println("doSomeThine");
    }
}
public class PickService {
    /**
     * 采摘水果
     */
    public void doPick(){
        //袋子型号
        BagAbstraction pickBag = new SmallBag();
        //袋子材质
        Material material = new Paper();
        pickBag.setMaterial(material);
        //开始采摘
        pickBag.pick();
    }
    public void doSomeThine(){
        System.out.println("doSomeThine");
    }
}
public class SendService {
    /**
     * 指定目的地，发送快递
     */
    public void doSend(){
        //根目录
        DistrictNode root = new DistrictNode("china");
        //一线目录
        root.addChild(new DistrictNode("shang hai"));
        root.addChild(new DistrictNode("tian jin"));
        DistrictNode districtNode = new DistrictNode("bei jing");
        root.addChild(districtNode);
        //二级目录
        districtNode.addChild(new DistrictNode("hai dian qu"));
        districtNode.addChild(new DistrictNode("xi cheng qu"));
        DistrictNode districtNode2 = new DistrictNode("chao yang qu");
        districtNode.addChild(districtNode2);
        //三级目录
        districtNode2.addChild(new LeafNode("san li tun "));
        districtNode2.addChild(new LeafNode("guo mao"));
        System.out.println("请选定目的地："+ JsonOutput.toJson(root));
        /*以下物流运输业务*/
        System.out.println("本次快递目的地：beijing-chanyangqu-sanlitun");
    }
    public void doSomeThine(){
        System.out.println("doSomeThine");
    }
}
//外观类
public class OrderFacade {
    private PickService pickService;
    private PackService packService;
    private SendService sendService;
    public OrderFacade(){
        pickService = new PickService();
        packService = new PackService();
        sendService = new SendService();
    }
    /**
     * 客户订单处理类
     */
    public void doOrder(){
        /*采摘*/
        System.out.println("--------------");
        pickService.doPick();
        /*包装*/
        System.out.println("--------------");
        packService.doPack();
        /*快递*/
        System.out.println("--------------");
        sendService.doSend();
    }
}
 public static void main(String[] args){
        OrderFacade orderFacade = new OrderFacade();
        orderFacade.doOrder();
    }

5.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：

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。
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。
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。

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