Facade 外观模式简介与 C# 示例【结构型5】【设计模式来了_10】

〇、简介

1、什么是外观模式?

一句话解释:

  将一系列需要一起进行的操作,封装到一个类中,通过对某一个方法的调用,自动完成一系列操作。

外观模式是一种简单而又实用的设计模式,它的目的是提供一个统一的接口,使得客户端可以通过这个接口来访问子系统中的一组接口,而无需关心子系统中接口的具体实现。外观模式将子系统中的接口封装在一个外观类中,使得子系统的内部细节对客户端隐藏起来。

官方意图描述:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,Facade 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。

一个比喻:(课表与调休日)

  假如今天是周六需要补国庆放假周一的课,那么只需要公告一下,今天按周一的课表上课就行了,不需要逐一通知课表上的任课老师。此时‘周一的课’就是一个封装后的方法,调了这个方法后,就无需再调用每节课的任课老师,课表会进行一一对应。

2、外观模式的优缺点和适用场景

优点:

  • 提供了一个统一的接口:外观模式提供了一个统一的接口,使得客户端可以通过这个接口来访问子系统中的一组接口,而无需关心子系统中接口的具体实现。这样可以使得代码更容易理解和维护。
  • 隐藏子系统的复杂性:外观类将子系统的功能封装起来,客户端只需要调用外观类的方法即可完成操作,从而隐藏了子系统的复杂性。
  • 提高了代码的可扩展性:外观模式提供了一个统一的接口,使得客户端可以通过这个接口来访问子系统中的一组接口,而无需关心子系统中接口的具体实现。这样可以使得代码更容易扩展,当需要添加新的子系统时,只需要添加一个新的外观类即可。

缺点:

  • 增加了系统的复杂性:外观模式引入了外观类和子系统之间的依赖关系,使得系统的结构和实现变得更加复杂。
  • 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:因此,在设计外观类时,需要考虑到将来可能会增加新的子系统,使得外观类的源代码可以容易地扩展。
  • 可能增加系统的耦合度:外观类和子系统之间的依赖关系可能会导致系统的耦合度增加,从而影响系统的可维护性和可测试性。
  • 可能降低系统的灵活性:由于外观类将子系统的功能封装起来,因此可能会限制客户端对子系统的定制和扩展。

适用场景:

  • 子系统复杂:当子系统的调用接口非常复杂时,可以使用外观模式来简化客户端与子系统之间的交互。
  • 层次复杂:当系统结构层次复杂时,每个层级都一个使用外观对象作为该层入口,可以简化层次间的调用接口。
  • 需要隐藏子系统的细节:当子系统的实现细节不应该被客户端直接访问时,可以使用外观模式来隐藏这些细节。
  • 需要降低耦合度:当客户端和子系统之间的耦合度太高时,可以使用外观模式来降低它们之间的耦合度。

一、外观模式的代码实现

下面是一个关于家庭影院HomeTheaterFacade的示例代码,假设整个影院由四部分(媒体播放器、低音炮、扬声器、遥控)组成,然后通过家庭影院类,将子系统的开关集成到一起,最终实现一键播放和关机:

// 测试一下
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        HomeTheaterFacade homeTheaterFacade=new HomeTheaterFacade();
        homeTheaterFacade.PlayMovie();
        homeTheaterFacade.StopMovie();
        Console.ReadLine();
    }
}
public class HomeTheaterFacade // 家庭影院外观
{
    private MediaPlayer mp; // 媒体播放机
    private Subwoofer subwoofer; // 低音炮
    private Amplifier amplifier; // 扬声器
    private RemoteControl remoteControl; // 无线遥控
    public HomeTheaterFacade()
    {
        mp = new MediaPlayer();
        subwoofer = new Subwoofer();
        amplifier = new Amplifier();
        remoteControl = new RemoteControl();
    }
    public void PlayMovie()
    {
        mp.Open();
        subwoofer.PowerOn();
        amplifier.PowerOn();
        remoteControl.Play();
    }
    public void StopMovie()
    {
        remoteControl.Stop();
        amplifier.PowerOff();
        subwoofer.PowerOff();
        mp.Close();
    }
}
public class MediaPlayer
{
    public void Open()
    {
        Console.WriteLine("Opening the movie...");
    }
    public void Close()
    {
        Console.WriteLine("Closing the movie...");
    }
}
public class Subwoofer
{
    public void PowerOn()
    {
        Console.WriteLine("Powering on the subwoofer...");
    }
    public void PowerOff()
    {
        Console.WriteLine("Powering off the subwoofer...");
    }
}
public class Amplifier
{
    public void PowerOn()
    {
        Console.WriteLine("Powering on the amplifier...");
    }
    public void PowerOff()
    {
        Console.WriteLine("Powering off the amplifier...");
    }
}
public class RemoteControl
{
    public void Play()
    {
        Console.WriteLine("Playing the movie...");
    }
    public void Stop()
    {
        Console.WriteLine("Stopping the movie...");
    }
}

后续如果又想添加灯光效果,那可以再新增一个类,然后把开关也加在PlayMovie()StopMovie()两方法中即可。

二、结构

由上一章节的代码可类比出外观模式的结构:

Facade(HomeTheaterFacade):

  Facade 知道哪些子系统类负责处理请求,还可将客户的请求代理给适当的子系统对象。

SubsystemClasses 子系统类(MediaPlayer、Subwoofer、Amplifier、RemoteControl):

  包含子系统功能实现;处理由 Facade 对象指派的任务;没有 Facade 的任何相关信息,即没有指向 Facade 的指针。

三、相关模式

Abstract Factory 模式可以与 Facade 模式一起使用以提供一个接口,这一接口可用来以一种子系统独立的方式创建子系统对象。Abstract Factory 也可以代替 Facade 模式隐藏那些与平台相关的类。

Mediator 模式与 Facade 模式的相似之处是,它抽象了一些已有的类的功能。然而,Mediator 的目的是对同类之间的任意通信进行抽象,通常集中不属于任何单个对象的功能。Mediator 的同类对象知道中介者并与它通信,而不是直接与其他同类对象通信。相对而言 Facade 模式仅对子系统对象的接口进行抽象,从而使它们更容易使用;它并不定义新功能,子系统也不知道 Facade 的存在。

通常来讲,仅需要一个 Facade 对象,因此 Facade 对象通常属于 Singleton 模式。

posted @ 2023-10-24 19:36  橙子家  阅读(490)  评论(0编辑  收藏  举报