技术成神之路：设计模式（二十一）外观模式

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介绍

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一个统一的接口。外观模式定义了一个高层接口，使得子系统更容易使用。

1. 定义

外观模式通过引入一个外观类，来简化与复杂系统的交互。这个外观类对外提供一个简单接口，而系统内部的复杂性被封装在外观类后面。

2. 主要作用

简化接口： 为子系统提供一个简单的接口，降低使用难度。
解耦子系统： 让客户端不需要了解子系统的复杂实现，减少客户端与子系统之间的依赖。
提高灵活性和扩展性： 通过外观模式实现系统的模块化，使得系统更易于扩展和维护。

3. 解决的问题

外观模式主要用来解决复杂系统的使用难题。通过提供一个统一的接口，隐藏系统的复杂性，使得客户端可以更简单地进行操作。

4. 模式原理

包含角色：

外观角色（Facade）：定义了一个高层接口，提供与多个子系统的交互方法。
子系统角色（Subsystem Classes）：各个子系统实现具体的功能，外观类通过这些子系统来完成用户的请求。

UML类图：
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代码示例：

// 子系统类
class Computer {
    public void start() {
        System.out.println("Computer starting...");
    }
    public void shutdown() {
        System.out.println("Computer shutting down...");
    }
}

class Monitor {
    public void turnOn() {
        System.out.println("Monitor turning on...");
    }
    public void turnOff() {
        System.out.println("Monitor turning off...");
    }
}

class Keyboard {
    public void connect() {
        System.out.println("Keyboard connected.");
    }
    public void disconnect() {
        System.out.println("Keyboard disconnected.");
    }
}

// 外观类
class ComputerFacade {
    private Computer computer;
    private Monitor monitor;
    private Keyboard keyboard;

    public ComputerFacade() {
        this.computer = new Computer();
        this.monitor = new Monitor();
        this.keyboard = new Keyboard();
    }

    public void start() {
        keyboard.connect();
        monitor.turnOn();
        computer.start();
    }

    public void shutdown() {
        computer.shutdown();
        monitor.turnOff();
        keyboard.disconnect();
    }
}

调用.

public class FacadePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ComputerFacade computerFacade = new ComputerFacade();
        
        // 启动计算机
        computerFacade.start();
        
        // 关闭计算机
        computerFacade.shutdown();
    }
}

打印输出

Lights turned on
Engine started
Music playing
Music stopped
Engine stopped
Lights turned off

外观模式挺容易理解的，原理也很简单，像不像Java的封装，把细节封装在类的内部，只给外部提供想给他的接口调用。

不知道你在开发中有没有注意，我们所使用到的大部分三方库，都通过提供一个管理类来简化用户的调用过程，其内部复杂的细节让用户感知不到，总之就是让用户用起来方便，一个字 “爽”！其原理也是运用了外观模式（Facade Pattern）的原则。所以说，如果你要开发第三方库，设计模式的运用是必不可少的，是基础也是灵魂。

经典案例：

在Java中，ApplicationContext 是一个外观类，提供了对不同Spring功能（如Bean管理、事务管理等）的简化访问。开发者可以通过它快速访问和管理Spring容器中的Beans，而不需要了解每个子系统的复杂性。

在安卓中，使用MediaPlayer播放音频时，开发者只需调用几个简单的方法，如setDataSource()、prepare()、start()，而不需要了解音频播放的底层实现。