设计模式--外观模式

2024-07-19 14:28:28

外观模式（Facade Pattern）

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它为子系统中的一组接口提供了一个一致的界面。外观模式定义了一个高层接口，使得子系统更加容易使用。它主要用于简化复杂系统的接口，提供一个简洁的接口给客户端使用，而隐藏系统的复杂性。

外观模式的优点

简化接口：通过提供一个统一的接口，外观模式简化了子系统的使用。
降低耦合：客户端不需要了解子系统的具体实现，从而减少了客户端与子系统之间的耦合。
更好的划分访问层次：通过引入外观模式，可以让子系统内部模块更容易维护和扩展。

外观模式的结构

外观模式涉及以下角色：

Facade（外观类）：提供一个高层接口，供客户端调用。
Subsystem classes（子系统类）：一组类，它们实现子系统的功能，外观类会调用它们来完成客户端请求。

示例代码

假设我们有一个家庭影院系统，包括灯光控制、音响系统、投影仪和播放器。通过外观模式，我们可以创建一个外观类来简化这些子系统的操作。

子系统类

class Light {
    public void on() {
        System.out.println("灯光打开");
    }

    public void off() {
        System.out.println("灯光关闭");
    }
}

class SoundSystem {
    public void on() {
        System.out.println("音响系统打开");
    }

    public void off() {
        System.out.println("音响系统关闭");
    }

    public void setVolume(int volume) {
        System.out.println("设置音量到 " + volume);
    }
}

class Projector {
    public void on() {
        System.out.println("投影仪打开");
    }

    public void off() {
        System.out.println("投影仪关闭");
    }

    public void setInput(String input) {
        System.out.println("设置输入源为 " + input);
    }
}

class Player {
    public void on() {
        System.out.println("播放器打开");
    }

    public void off() {
        System.out.println("播放器关闭");
    }

    public void play(String movie) {
        System.out.println("播放电影: " + movie);
    }
}

外观类

class HomeTheaterFacade {
    private Light light;
    private SoundSystem soundSystem;
    private Projector projector;
    private Player player;

    public HomeTheaterFacade(Light light, SoundSystem soundSystem, Projector projector, Player player) {
        this.light = light;
        this.soundSystem = soundSystem;
        this.projector = projector;
        this.player = player;
    }

    public void watchMovie(String movie) {
        System.out.println("准备看电影...");
        light.off();
        soundSystem.on();
        soundSystem.setVolume(10);
        projector.on();
        projector.setInput("HDMI");
        player.on();
        player.play(movie);
        System.out.println("电影开始！");
    }

    public void endMovie() {
        System.out.println("关闭家庭影院系统...");
        light.on();
        soundSystem.off();
        projector.off();
        player.off();
        System.out.println("家庭影院系统已关闭！");
    }
}

客户端代码

public class FacadePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Light light = new Light();
        SoundSystem soundSystem = new SoundSystem();
        Projector projector = new Projector();
        Player player = new Player();

        HomeTheaterFacade homeTheater = new HomeTheaterFacade(light, soundSystem, projector, player);
        homeTheater.watchMovie("Inception");
        homeTheater.endMovie();
    }
}

输出结果

准备看电影...
灯光关闭
音响系统打开
设置音量到 10
投影仪打开
设置输入源为 HDMI
播放器打开
播放电影: Inception
电影开始！
关闭家庭影院系统...
灯光打开
音响系统关闭
投影仪关闭
播放器关闭
家庭影院系统已关闭！

解释

子系统类：Light, SoundSystem, Projector, Player 分别表示家庭影院系统的各个子系统。
外观类：HomeTheaterFacade 提供了简化的接口，通过组合调用子系统的方法来实现更复杂的操作，如 watchMovie 和 endMovie。
客户端：FacadePatternDemo 中的客户端代码通过 HomeTheaterFacade 类来控制家庭影院系统，而不需要直接与各个子系统交互。

适用场景

简化复杂系统的使用：当一个系统非常复杂或者有很多子系统时，可以使用外观模式来提供一个简单的接口，方便客户端使用。
解耦系统与客户端：通过外观模式，客户端不需要了解系统的内部细节，从而降低系统与客户端之间的耦合度。
层次化系统设计：外观模式可以帮助你划分系统的层次，使得每一层次只与相邻的层次交互，从而提高系统的可维护性。

通过使用外观模式，我们可以隐藏系统的复杂性，提供一个简洁的接口给客户端使用，从而提高系统的可维护性和可扩展性

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