外观模式(结构型)
一、概述
外观模式中，一个子系统的外部与其内部的通信通过一个统一的外观类进行，外观类将客户类与子系统的内部复杂性分隔开，使得客户类只需要与外观角色打交道，而不需要与子系统内部的很多对象打交道。
外观模式是一种使用频率非常高的结构型设计模式，它通过引入一个外观角色来简化客户端与子系统之间的交互，为复杂的子系统调用提供一个统一的入口，降低子系统与客户端的耦合度，且客户端调用非常方便。
外观模式：为子系统中的一组接口提供一个统一的入口。外观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。
一种对象结构型模式，是迪米特法则的一种具体实现。降低了原有系统的复杂度，同时也降低了客户类与子系统的耦合度。
1). 示意图
外观模式结构图.png
2). 相关角色
-
Facade（外观角色）：在客户端可以调用它的方法，在外观角色中可以知道相关的（一个或者多个）子系统的功能和责任；在正常情况下，它将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去，传递给相应的子系统对象处理。
-
SubSystem（子系统角色）：在软件系统中可以有一个或者多个子系统角色，每一个子系统可以不是一个单独的类，而是一个类的集合，它实现子系统的功能；每一个子系统都可以被客户端直接调用，或者被外观角色调用，它处理由外观类传过来的请求；子系统并不知道外观的存在，对于子系统而言，外观角色仅仅是另外一个客户端而已。
外观模式虽然在一定程度降低了系统的耦合度，但是外观模式在一定程度上并不符合开闭原则，增加新的子系统需要对原有系统进行一定的修改，虽然修改量很小。
二、外观模式案例
上述外观模式不符合开闭原则，可以引入一个抽象外观类，客户端针对抽象外观类编程，从而满足开闭原则
外观模式案例.png
图中与代码秒数有少许差异,但是无影响
/**
* 子系统
*/
class FileReader {
public String read(String fileNameSrc) {
System.out.println("读取了文件");
return "文件内容";
}
}
/**
* 子系统
*/
class FileWriter {
public void write(String encryptText, String fileName) {
System.out.println("将文件保存 -> " + fileName + "：" + encryptText);
}
}
/**
* 子系统
*/
class CipherMachine {
public String encrypt(String plainText) {
System.out.println("加密方式一加密后的文件");
return plainText;
}
}
/**
* 子系统
*/
class NewCipherMachine {
public String encrypt(String plainText) {
System.out.println("加密方式二加密后的文件");
return plainText;
}
}
/**
* 抽象外观类
*/
interface IEncryptFacade {
abstract public void fileEncrypt(String fileNameSrc, String fileNameDes);
}
/**
* 具体外观类1：
*/
class EncryptFacadeOne implements IEncryptFacade {
// 子系统
private FileReader reader;
private CipherMachine cipher;
private FileWriter writer;
public EncryptFacadeOne() {
reader = new FileReader();
cipher = new CipherMachine();
writer = new FileWriter();
}
// 统一处理的方法
@Override
public void fileEncrypt(String fileNameSrc, String fileNameDes) {
String plainStr = reader.read(fileNameSrc);
String encryptStr = cipher.encrypt(plainStr);
writer.write(encryptStr, fileNameDes);
}
}
/**
* 具体外观类2：
*/
class EncryptFacadeTwo implements IEncryptFacade {
// 子系统
private FileReader reader;
private NewCipherMachine cipher;
private FileWriter writer;
public EncryptFacadeTwo() {
reader = new FileReader();
cipher = new NewCipherMachine();
writer = new FileWriter();
}
// 统一处理的方法
@Override
public void fileEncrypt(String fileNameSrc, String fileNameDes) {
String plainStr = reader.read(fileNameSrc);
String encryptStr = cipher.encrypt(plainStr);
writer.write(encryptStr, fileNameDes);
}
}
/**
* 测试客户端
* @author Liucheng
* @since 2019-08-25
*/
public class ClientOne {
public static void main(String[] args) {
// 针对抽象外观类编程
IEncryptFacade encryptFacade = new EncryptFacadeTwo();
encryptFacade.fileEncrypt("刘亦菲.txt", "仙女.txt");
}
}
三、外观模式总结
外观模式是一种使用频率非常高的设计模式，它通过引入一个外观角色来简化客户端与子系统之间的交互，为复杂的子系统调用提供一个统一的入口，使子系统与客户端的耦合度降低，且客户端调用非常方便。外观模式并不给系统增加任何新功能，它仅仅是简化调用接口。在几乎所有的软件中都能够找到外观模式的应用，如绝大多数B/S系统都有一个首页或者导航页面，大部分C/S系统都提供了菜单或者工具栏，在这里，首页和导航页面就是B/S系统的外观角色，而菜单和工具栏就是C/S系统的外观角色，通过它们用户可以快速访问子系统，降低了系统的复杂程度。所有涉及到与多个业务对象交互的场景都可以考虑使用外观模式进行重构。
1). 优点
- 它对客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易。通过引入外观模式，客户端代码将变得很简单，与之关联的对象也很少。
- 它实现了子系统与客户端之间的松耦合关系，这使得子系统的变化不会影响到调用它的客户端，只需要调整外观类即可。
- 一个子系统的修改对其他子系统没有任何影响，而且子系统内部变化也不会影响到外观对象。
2). 缺点
- 不能很好地限制客户端直接使用子系统类，如果对客户端访问子系统类做太多的限制则减少了可变性和灵活 性。
- 如果设计不当，增加新的子系统可能需要修改外观类的源代码，违背了开闭原则 使用抽象外观类。
3). 适用场景
- 当要为访问一系列复杂的子系统提供一个简单入口时可以使用外观模式。
- 客户端程序与多个子系统之间存在很大的依赖性。引入外观类可以将子系统与客户端解耦，从而提高子系统的独立性和可移植性。
- 在层次化结构中，可以使用外观模式定义系统中每一层的入口，层与层之间不直接产生联系，而通过外观类建立联系，降低层之间的耦合度。
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