十、结构型（外观模式）
外观模式（Facade Pattern）
概念
外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，旨在为复杂子系统提供一个简化的统一接口。通过外观模式，客户端可以与子系统交互，而无需了解子系统的内部复杂性。这种模式为客户端屏蔽了复杂系统的细节，使得客户端使用系统时变得更简单。
应用场景
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简化客户端与复杂系统的交互：在一个复杂的系统中，如果客户端需要与多个子系统进行交互，外观模式通过提供一个简化的接口，隐藏了系统的复杂性。例如，图形系统、数据库操作、第三方接口等往往有多个复杂的接口，外观模式可以为这些接口提供统一入口。
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减少类之间的耦合：客户端只需与外观类交互，而不需要直接调用多个子系统接口，从而降低了客户端与子系统之间的耦合度，增强了系统的可维护性。
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层次化结构：外观模式可以用于设计层次化系统，每一层提供一个外观类，减少上下层的相互依赖。例如，Web应用程序中，业务层可能会通过外观类来调用底层的持久化层和其他服务。
注意点
- 外观类不应包含太多业务逻辑：外观类的职责应是简化接口，而不是实现复杂的业务逻辑。实际业务逻辑应由子系统负责处理。
- 外观模式并不强制子系统内部结构的简化：它只是对客户端提供了一个简化的接口，子系统内部仍然可能非常复杂。
- 可扩展性问题：如果子系统发生变化，外观类可能需要随着调整。
核心要素
- Facade（外观类）：为客户端提供简化的接口，封装复杂的子系统接口调用。
- Subsystem（子系统类）：复杂子系统的一部分，通常是多个类组成的系统，外观类通过这些子系统类完成各种功能。
- 客户端（Client）：使用外观类来与子系统交互，客户端无需知道子系统的细节。
Java代码完整示例
// 子系统A
class SubsystemA {
public void operationA() {
System.out.println("子系统A的操作");
}
}
// 子系统B
class SubsystemB {
public void operationB() {
System.out.println("子系统B的操作");
}
}
// 子系统C
class SubsystemC {
public void operationC() {
System.out.println("子系统C的操作");
}
}
// 外观类
class Facade {
private SubsystemA subsystemA;
private SubsystemB subsystemB;
private SubsystemC subsystemC;
public Facade() {
subsystemA = new SubsystemA();
subsystemB = new SubsystemB();
subsystemC = new SubsystemC();
}
// 提供简化的接口
public void performOperation() {
subsystemA.operationA();
subsystemB.operationB();
subsystemC.operationC();
}
}
// 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Facade facade = new Facade();
facade.performOperation();
}
}
输出结果：
子系统A的操作
子系统B的操作
子系统C的操作
各种变形用法完整示例
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分层外观模式
在复杂系统中，多个子系统可能会存在多层次的依赖关系，可以为每一层提供一个外观类。例如，在一个大型企业级系统中，可以有数据层、业务逻辑层和表示层的外观类。代码示例：
// 数据层外观类 class DataLayerFacade { private SubsystemA subsystemA; private SubsystemB subsystemB; public DataLayerFacade() { subsystemA = new SubsystemA(); subsystemB = new SubsystemB(); } public void dataLayerOperation() { subsystemA.operationA(); subsystemB.operationB(); } } // 业务层外观类 class BusinessLayerFacade { private DataLayerFacade dataLayerFacade; private SubsystemC subsystemC; public BusinessLayerFacade() { dataLayerFacade = new DataLayerFacade(); subsystemC = new SubsystemC(); } public void businessLayerOperation() { dataLayerFacade.dataLayerOperation(); subsystemC.operationC(); } } // 客户端 public class ClientLayered { public static void main(String[] args) { BusinessLayerFacade businessLayerFacade = new BusinessLayerFacade(); businessLayerFacade.businessLayerOperation(); } } -
双重外观模式
双重外观模式是将多个外观模式结合使用，客户端可以选择使用不同的外观类来访问不同的子系统。例如，一个系统可能包含多个独立模块，每个模块有自己的外观类，客户端可以选择使用特定模块的外观类。代码示例：
// 外观A class FacadeA { private SubsystemA subsystemA; private SubsystemB subsystemB; public FacadeA() { subsystemA = new SubsystemA(); subsystemB = new SubsystemB(); } public void operationA() { subsystemA.operationA(); subsystemB.operationB(); } } // 外观B class FacadeB { private SubsystemC subsystemC; public FacadeB() { subsystemC = new SubsystemC(); } public void operationB() { subsystemC.operationC(); } } // 客户端 public class ClientMultipleFacades { public static void main(String[] args) { FacadeA facadeA = new FacadeA(); facadeA.operationA(); FacadeB facadeB = new FacadeB(); facadeB.operationB(); } } -
与单例模式结合的外观模式
外观模式常与单例模式结合使用，以确保系统中的外观类只有一个实例，减少系统开销，确保统一的接口访问。代码示例：
// 外观类使用单例模式 class SingletonFacade { private static SingletonFacade instance; private SubsystemA subsystemA; private SubsystemB subsystemB; private SingletonFacade() { subsystemA = new SubsystemA(); subsystemB = new SubsystemB(); } public static SingletonFacade getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingletonFacade(); } return instance; } public void performOperations() { subsystemA.operationA(); subsystemB.operationB(); } } // 客户端 public class ClientSingletonFacade { public static void main(String[] args) { SingletonFacade facade = SingletonFacade.getInstance(); facade.performOperations(); } }
总结
外观模式的主要作用是简化客户端对复杂系统的访问。通过引入外观类，系统的可维护性、可扩展性和模块化得到了提升。装饰者模式和外观模式的不同之处在于，装饰者模式注重在运行时增加功能，而外观模式侧重于为子系统提供一个简化的接口。
原文地址：https://blog.csdn.net/xiaoqi270620903/article/details/142920356
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