外观模式详解与应用

外观模式（Facade Pattern），也称为门面模式，是一种结构型设计模式。它提供了一个统一的接口来访问子系统中的一组接口，从而简化了高层模块对子系统的使用。通过外观模式，可以将复杂的子系统封装起来，使得客户端只需要与一个简单的外观对象打交道，而不需要了解子系统的内部细节。

外观模式的特点

简化接口：为复杂的子系统提供一个简化的接口，降低了系统的复杂度。
提高松耦合性：减少了客户端代码与子系统之间的依赖关系，提高了系统的可维护性和灵活性。
符合迪米特法则：遵循面向对象设计中的“最少知识原则”，即只与必要的对象发生交互。
易于扩展：可以在不改变现有代码的情况下添加新的子系统或修改现有的子系统行为。

外观模式的组成

Subsystem Classes（子系统类）：实现了子系统的功能。通常，每个子系统类都提供了多个接口，这些接口可能较为复杂。
Facade（外观类）：知道哪些子系统类负责处理请求，并将客户的请求委派给适当的子系统对象。它提供了一套更高级别的接口，用于屏蔽子系统的复杂性。
Client（客户端）：通过外观类与子系统进行交互，无需直接调用子系统中的各个组件。

外观模式的实现

我们将通过一个简单的例子来演示外观模式的应用：假设我们有一个家庭影院系统，包括投影仪、音响、屏幕等设备。每种设备都有自己的控制接口，但用户并不关心这些细节，他们只想一键启动或关闭整个家庭影院。我们可以使用外观模式来实现这一需求。

示例代码

// 子系统类 - Amplifier（音响）
class Amplifier {public void on() {System.out.println("Amplifier is on");}public void off() {System.out.println("Amplifier is off");}public void setDvd(DvdPlayer dvd) {System.out.println("Amplifier setting DVD player");}public void setSurroundSound() {System.out.println("Amplifier setting surround sound");}
}// 子系统类 - DvdPlayer（DVD播放器）
class DvdPlayer {private String description;public DvdPlayer(String description) {this.description = description;}public void on() {System.out.println(description + " is on");}public void off() {System.out.println(description + " is off");}public void play(String movie) {System.out.println(description + " playing " + movie);}public void stop() {System.out.println(description + " stopped");}
}// 子系统类 - Projector（投影仪）
class Projector {public void on() {System.out.println("Projector is on");}public void off() {System.out.println("Projector is off");}public void wideScreenMode() {System.out.println("Projector setting wide screen mode");}
}// 外观类 - HomeTheaterFacade（家庭影院外观）
class HomeTheaterFacade {private Amplifier amp;private DvdPlayer dvd;private Projector projector;public HomeTheaterFacade() {this.amp = new Amplifier();this.dvd = new DvdPlayer("Top-O-Line DVD Player");this.projector = new Projector();}public void watchMovie(String movie) {System.out.println("Get ready to watch a movie...");amp.on();amp.setSurroundSound();amp.setDvd(dvd);dvd.on();dvd.play(movie);projector.on();projector.wideScreenMode();}public void endMovie() {System.out.println("Shutting movie theater down...");projector.off();amp.off();dvd.stop();dvd.off();}
}

使用示例

public class FacadePatternDemo {public static void main(String[] args) {HomeTheaterFacade homeTheater = new HomeTheaterFacade();homeTheater.watchMovie("Raiders of the Lost Ark");homeTheater.endMovie();}
}