【Java】我所知道设计模式之外观者模式

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：技术分享

class DVDPlayer {
//使用单例模式, 使用饿汉式
private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();
private DVDPlayer(){}
public static DVDPlayer getInstanc() {
return instance;
}
public void on() {
System.out.println(" dvd on ");
}
public void off() {
System.out.println(" dvd off ");
}
public void play() {
System.out.println(" dvd is playing ");
}
}

class Popcorn {
private static Popcorn instance = new Popcorn();
private Popcorn(){}
public static Popcorn getInstance() {
return instance;
}
public void on() {
System.out.println(" popcorn on ");
}
public void off() {
System.out.println(" popcorn ff ");
}
public void pop() {
System.out.println(" popcorn is poping    ");
}
}

class Projector {
private static Projector instance = new Projector();
private Projector(){}
public static Projector getInstance() {
return instance;
}
public void on() {
System.out.println(" Projector on ");
}
public void off() {
System.out.println(" Projector ff ");
}
public void focus() {
System.out.println(" Projector is Projector    ");
}
}

class Screen {
private static Screen instance = new Screen();
private Screen(){}
public static Screen getInstance() {
return instance;
}
public void up() {
System.out.println(" Screen up ");
}
public void down() {
System.out.println(" Screen down ");
}
}

class HomeTheaterFacade {
//定义各个子系统对象
private Popcorn popcorn;
private Projector projector;
private Screen screen;
private DVDPlayer dVDPlayer;
//构造器
public HomeTheaterFacade() {
super();
this.popcorn = Popcorn.getInstance();
this.projector = Projector.getInstance();
this.screen = Screen.getInstance();
this.dVDPlayer = DVDPlayer.getInstanc();
}
//操作分成 4  步
public void ready() {
popcorn.on();
popcorn.pop();
screen.down();
projector.on();
dVDPlayer.on();
}
public void play() {
dVDPlayer.play();
}
public void end() {
popcorn.off();
screen.up();
projector.off();
dVDPlayer.off();
}
}

public static void main(String[] args) {
//定义各个子系统对象
HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
homeTheaterFacade.ready();
homeTheaterFacade.play();
homeTheaterFacade.end();
}
运行结果如下：
popcorn on
popcorn is poping
Screen down
Projector on
dvd on
dvd is playing
popcorn ff
Screen up
Projector ff
dvd off 

前言介绍

接下里介绍的是Java 的设计模式之一：外观模式

我们还是以一个问题进行展开，引入外观模式

编写程序组建一个家庭影院

DVD 播放器、投影仪、自动屏幕、环绕立体声、爆米花机,要求完成使用家庭影院的功能

其过程为： 直接用遥控器统筹各设备开关

一、传统方式解决问题

将各个设备相关对象，调用创建并各个对象的一系列方法

每个设备都有自己的方法，开、关、以及一些系列的方法

传统方式解决影院管理问题分析

在 ClientTest 的 main 方法中，创建各个子系统的对象，并直接去调用子系统(对象)相关方法，会造成调用过程混乱，没有清晰的过程

不利于在 ClientTest 中，去维护对子系统的操作

解决思路：定义一个高层接口，给子系统中的一组接口提供一个一致的界面(比如在高层接口提供四个方法ready, play, pause, end )，用来访问子系统中的一群接口

也就是说 就是通过定义一个一致的接口(界面类)，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节 => 外观模式

二、什么是外观模式

外观模式（Facade），也叫“过程模式：外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此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

外观模式通过定义一个一致的接口，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节

外观模式的原理类图

外观类(Facade): 为调用端提供统一的调用接口, 外观类知道哪些子系统负责处理请求,从而将调用端的请求代理给适当子系统对象

调用者(Client): 外观接口的调用者

子系统的集合：指模块或者子系统，处理 Facade 对象指派的任务，他是功能的实际提供者

三、使用外观模式解决问题

外观模式可以理解为转换一群接口，客户只要调用一个接口，而不用调用多个接口才能达到目的。

比如：在 pc 上安装软件的时候经常有一键安装选项（省去选择安装目录、安装的组件等等）

还有就是手机的重启功能（把关机和启动合为一个操作

应用示例图

我们根据需求创建不同的类，比如说DVD、爆米花、投影仪等

class DVDPlayer {
//使用单例模式, 使用饿汉式
private static DVDPlayer instance = new DVDPlayer();
private DVDPlayer(){}
public static DVDPlayer getInstanc() {
return instance;
}
public void on() {
System.out.println(" dvd on ");
}
public void off() {
System.out.println(" dvd off ");
}
public void play() {
System.out.println(" dvd is playing ");
}
}

class Popcorn {
private static Popcorn instance = new Popcorn();
private Popcorn(){}
public static Popcorn getInstance() {
return instance;
}
public void on() {
System.out.println(" popcorn on ");
}
public void off() {
System.out.println(" popcorn ff ");
}
public void pop() {
System.out.println(" popcorn is poping    ");
}
}

class Projector {
private static Projector instance = new Projector();
private Projector(){}
public static Projector getInstance() {
return instance;
}
public void on() {
System.out.println(" Projector on ");
}
public void off() {
System.out.println(" Projector ff ");
}
public void focus() {
System.out.println(" Projector is Projector    ");
}
}

class Screen {
private static Screen instance = new Screen();
private Screen(){}
public static Screen getInstance() {
return instance;
}
public void up() {
System.out.println(" Screen up ");
}
public void down() {
System.out.println(" Screen down ");
}
}

传统模式下的调用很麻烦，需要创建不同的对象，并且调用顺序

其实客户并不关心这些细节，我们只要通过一个外观类包装起来即可

class HomeTheaterFacade {
//定义各个子系统对象
private Popcorn popcorn;
private Projector projector;
private Screen screen;
private DVDPlayer dVDPlayer;
//构造器
public HomeTheaterFacade() {
super();
this.popcorn = Popcorn.getInstance();
this.projector = Projector.getInstance();
this.screen = Screen.getInstance();
this.dVDPlayer = DVDPlayer.getInstanc();
}
//操作分成 4  步
public void ready() {
popcorn.on();
popcorn.pop();
screen.down();
projector.on();
dVDPlayer.on();
}
public void play() {
dVDPlayer.play();
}
public void end() {
popcorn.off();
screen.up();
projector.off();
dVDPlayer.off();
}
}

接下来我们使用demo 看看客户是怎么调用呢？

public static void main(String[] args) {
//定义各个子系统对象
HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade();
homeTheaterFacade.ready();
homeTheaterFacade.play();
homeTheaterFacade.end();
}
运行结果如下：
popcorn on
popcorn is poping
Screen down
Projector on
dvd on
dvd is playing
popcorn ff
Screen up
Projector ff
dvd off 

四 、外观模式的注意事项和细节

外观模式对外屏蔽了子系统的细节，因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性

外观模式对客户端与子系统的耦合关系 - 解耦，让子系统内部的模块更易维护和扩展

通过合理的使用外观模式，可以帮我们更好的划分访问的层次

当系统需要进行分层设计时，可以考虑使用 Facade 模式

在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展，此时可以考虑为新系统开发一个

Facade 类，来提供遗留系统的比较清晰简单的接口，让新系统与 Facade 类交互，提高复用性

不能过多的或者不合理的使用外观模式，使用外观模式好，还是直接调用模块好。要以让系统有层次，利于维护为目的。

参考资料

尚硅谷：设计模式（韩顺平老师）：外观模式

Refactoring.Guru：《深入设计模式》

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