设计模式之外观模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

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。

一、外观模式的介绍

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

1. 降低客户端与复杂子系统之间的耦合度。

2. 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

1. 当客户端不需要了解系统内部的复杂逻辑和组件交互时。

2. 当需要为整个系统定义一个清晰的入口点时。

实现方式

1. 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。

2. 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

1. Facade类：提供高层接口，简化客户端与子系统的交互。

2. 子系统类：实现具体的业务逻辑，被Facade类调用。

结构

外观模式涉及以下核心角色：

1. 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。

1. 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。

1. 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。

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。

二、外观模式的优缺点

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

1. 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。

三、外观模式的使用建议

1. 在需要简化复杂系统访问时使用外观模式。

2. 确保外观类提供的方法足够简单，以便于客户端使用。

3. 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。

4. 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。

四、外观模式的实现

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。

1. 步骤 1：创建一个接口。

Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

1. 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()");
   }
}

1. 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();
   }
}

1. 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();      
   }
}

1. 步骤 5：执行程序，输出结果：

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

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