設計模式之外觀模式（Facade）詳解及代碼示例

一、外觀模式的定義

　　外觀（Facade）模式的定義：又叫門面模式，是一種通過為多個復雜的子系統提供一個一致的接口，而使這些子系統更加容易被訪問的模式。該模式對外有一個統一接口，外部應用程序不用關心內部子系統的具體的細節，這樣會大大降低應用程序的復雜度，提高了程序的可維護性。

二、外觀模式優缺點

　　優點：

• 簡化了調用過程，無需了解深入子系統，防止帶來風險
• 減少系統依賴、松散耦合
• 更好的划分訪問層次
• 符合迪米特法則，即最少知道原則

　　缺點：

• 增加子系統、擴展子系統行為容易引入風險
• 不符合開閉原則

三、外觀模式的實現

　　外觀（Facade）模式的結構比較簡單，主要是定義了一個高層接口。它包含了對各個子系統的引用，客戶端可以通過它訪問各個子系統的功能。現在來分析其基本結構和實現方法。

　　外觀（Facade）模式包含以下主要角色。

• 外觀（Facade）角色：為多個子系統對外提供一個共同的接口。
• 子系統（Sub System）角色：實現系統的部分功能，客戶可以通過外觀角色訪問它。
• 客戶（Client）角色：通過一個外觀角色訪問各個子系統的功能。

　　其結構圖如圖所示：

　　　　　　　　　　　　　　

　　代碼常見有兩種情況都是屬於外觀模式，如下代碼：

　　所有子系統實現統一接口：

public interface System {
    public void dosomething();
}

public class SubSystemA implements System {

    public void dosomething() {
        System.out.println("子系統方法A");
    }
}

public class SubSystemB implements System {

    public void dosomething() {
        System.out.println("子系統方法B");
    }
}

public class Facade {

    //被委托的對象
    System a,b;
    
    public Facade() {
        a = new SubSystemA();
        b = new SubSystemB();
    }
    
    //提供給外部訪問的方法
    public void methodA() {
        this.a.dosomething();
    }
    
    public void methodB() {
        this.b.dosomething();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        
        facade.methodA();
        facade.methodB();
    }
}

　　所有子系統未實現統一接口：

public class SubSystemA {

    public void dosomethingA() {
        System.out.println("子系統方法A");
    }
}

public class SubSystemB {

    public void dosomethingB() {
        System.out.println("子系統方法B");
    }
}

public class Facade {

    //被委托的對象
    SubSystemA a;
    SubSystemB b;
    
    public Facade() {
        a = new SubSystemA();
        b = new SubSystemB();
    }
    
    //提供給外部訪問的方法
    public void methodA() {
        this.a.dosomethingA();
    }
    
    public void methodB() {
        this.b.dosomethingB();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Facade facade = new Facade();
        
        facade.methodA();
        facade.methodB();
    }
}

　　測試結果如下：

子系統方法A
子系統方法B

四、外觀模式的應用場景

　　通常在以下情況下可以考慮使用外觀模式。

• 子系統越來越復雜，增加外觀模式提供簡單接口調用
• 構建多層系統結構，利用外觀對象作為每層的入口，簡化層間調用

五、外觀模式的擴展

　　在外觀模式中，當增加或移除子系統時需要修改外觀類，這違背了“開閉原則”。如果引入抽象外觀類，則在一定程度上解決了該問題，其結構圖如圖所示：
　　　　　　　　　　 

　　代碼如下：

public class FacadePattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Facade f=new FacadeImpl1();
        f.method();
        f=new FacadeImpl2();
        f.method();
    }
}

interface Facade {
    public void method();
}

//外觀角色
class FacadeImpl1 implements Facede
{
    private SubSystem01 obj1=new SubSystem01();
    private SubSystem02 obj2=new SubSystem02();
    private SubSystem03 obj3=new SubSystem03();
    public void method()
    {
        obj1.method1();
        obj2.method2();
        obj3.method3();
    }
}
//外觀角色
class FacadeImpl1 implements Facede
{
    private SubSystem02 obj2=new SubSystem02();
    private SubSystem03 obj3=new SubSystem03();
    private SubSystem04 obj4=new SubSystem04();
    public void method()
    {
        obj2.method2();
        obj3.method3();
        obj4.method4();
    }
}

//子系統角色
class SubSystem01
{
    public  void method1()
    {
        System.out.println("子系統01的method1()被調用！");
    }   
}
//子系統角色
class SubSystem02
{
    public  void method2()
    {
        System.out.println("子系統02的method2()被調用！");
    }   
}
//子系統角色
class SubSystem03
{
    public  void method3()
    {
        System.out.println("子系統03的method3()被調用！");
    }   
}
//子系統角色
class SubSystem04
{
    public  void method4()
    {
        System.out.println("子系統04的method4()被調用！");
    }   
}