外观模式(Facade)
意图
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。
动机
将一个系统划分成为若干个子系统有利于降低系统的复杂性。
一个常见的设计目标是使子系统间的通信和相互依赖关系达到最小。
达到该目标的途径之一是就是引入一个外观(Facade)对象,它为子系统中较一般的设施提供了一个单一而简单的界面。
适用性
-
当你要为一个复杂子系统提供一个简单接口时。
子系统往往因为不断演化而变得越来越复杂。大多数模式使用时都会产生更多更小的类。
这使得子系统更具可重用性,也更容易对子系统进行定制,但这也给那些不需要定制子系统的用户带来一些使用上的困难。
Facade可以提供一个简单的缺省视图,这一视图对大多数用户来说已经足够,而那些需要更多的可定制性的用户可以越过facade层。
-
客户程序与抽象类的实现部分之间存在着很大的依赖性。
引入facade将这个子系统与客户以及其他的子系统分离,可以提高子系统的独立性和可移植性。
-
当你需要构建一个层次结构的子系统时,使用facade模式定义子系统中每层的入口点。
如果子系统之间是相互依赖的,你可以让它们仅通过facade进行通讯,从而简化了它们之间的依赖关系。
参与者
- Facade
- 知道哪些子系统类负责处理请求。
- 将客户的请求代理给适当的子系统对象。
- Subsystem classes
- 实现子系统的功能。
- 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。
协作
-
客户程序通过发送请求给Facade的方式与子系统通讯,Facade将这些消息转发给适当的子系统对象。
尽管是子系统中的有关对象在做实际工作,但Facade模式本身也必须将它的接口转换成子系统的接口。
-
使用Facade的客户程序不需要直接访问子系统对象。
优点
- 使客户和子系统中的类无耦合,并且子系统使用起来更加方便。
- 外观只是提供一个更加简洁的界面,并不影响用户直接使用子系统中的类。
- 子系统中任何类对其方法的内容进行修改,并不影响外观类的代码。
实现
使用Facade模式时需要注意以下几点:
-
降低客户-子系统之间的耦合度
用抽象类实现Facade而它的具体子类对应于不同的子系统实现,这可以进一步降低客户与子系统的耦合度。
这样,客户就可以通过抽象的Facade类接口与子系统通讯。这种抽象耦合关系使得客户不知道它使用的是子系统的哪一个实现。
除生成子类的方法以外,另一种方法是用不同的子系统对象配置Facade对象。为定制facade,仅需对它的子系统对象(一个或多个)进行替换即可。
-
公共子系统类与私有子系统类
一个子系统与一个类的相似之处是,它们都有接口并且它们都封装了一些东西—类封装了状态和操作,而子系统封装了一些类。
考虑一个类的公共和私有接口是有益的,我们也可以考虑子系统的公共和私有接口。
子系统的公共接口包含所有的客户程序可以访问的类;私有接口仅用于对子系统进行扩充。当然,Facade类是公共接口的一部分,但它不是唯一的部分,子系统的其他部分通常也是公共的。
示例一:通用源代码
示例二:使用装饰类来绘制各种类型的形状
- Shape.java:绘制形状接口
- Circle.java、Rectangle.java、Square.java:子系统
- ShapeMaker.java:外观
- ExampleMain.java:测试类