设计模式(8)——外观模式

外观（Facade）模式提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口，外观定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。外观模式很容易理解，它允许我们让客户和子系统之间避免紧耦合。这里先给出它的类图

外观模式改变接口的原因是为了简化接口，之所以取这个名字，是因为它将一个或数个类的复杂的一切都隐藏在背后，只显露出一个干净美好的外观。

下面用一个实例来说明。我们模拟了一个家庭影院，内含DVD播放器、投影机、自动屏幕、环绕立体声，甚至还有爆米花机。我们需要将系统中的每一个组成部分写成一个类。这里以DVD播放器为例，编写一个类

public class DvdPlayer {String description;int currentTrack;Amplifier amplifier;String movie;public DvdPlayer(String description, Amplifier amplifier) {this.description = description;this.amplifier = amplifier;}public void on() {System.out.println(description + " on");}public void off() {System.out.println(description + " off");}public void eject() {movie = null;System.out.println(description + " eject");}public void play(String movie) {this.movie = movie;currentTrack = 0;System.out.println(description + " playing \"" + movie + "\"");}public void play(int track) {if (movie == null) {System.out.println(description + " can't play track " + track + " no dvd inserted");} else {currentTrack = track;System.out.println(description + " playing track " + currentTrack + " of \"" + movie + "\"");}}public void stop() {currentTrack = 0;System.out.println(description + " stopped \"" + movie + "\"");}public void pause() {System.out.println(description + " paused \"" + movie + "\"");}public void setTwoChannelAudio() {System.out.println(description + " set two channel audio");}public void setSurroundAudio() {System.out.println(description + " set surround audio");}public String toString() {return description;}
}

我们在开始观赏电影前需要逐一打开这些组件，这些任务将被写成很多类和方法的调用。在看完电影后，你还要把一切都关掉，如果反向地把这一切动作再进行一次，在代码编写上将非常复杂。为此我们将采用外观模式，通过实现一个提供更合理的接口的外观类，我们可以将一个复杂的子系统变得容易使用。

public class HomeTheaterFacade {Amplifier amp;Tuner tuner;DvdPlayer dvd;CdPlayer cd;Projector projector;TheaterLights lights;Screen screen;PopcornPopper popper;public HomeTheaterFacade(Amplifier amp, Tuner tuner, DvdPlayer dvd, CdPlayer cd, Projector projector, Screen screen,TheaterLights lights,PopcornPopper popper) {this.amp = amp;this.tuner = tuner;this.dvd = dvd;this.cd = cd;this.projector = projector;this.screen = screen;this.lights = lights;this.popper = popper;}public void watchMovie(String movie) {System.out.println("Get ready to watch a movie...");popper.on();popper.pop();lights.dim(10);screen.down();projector.on();projector.wideScreenMode();amp.on();amp.setDvd(dvd);amp.setSurroundSound();amp.setVolume(5);dvd.on();dvd.play(movie);}public void endMovie() {System.out.println("Shutting movie theater down...");popper.off();lights.on();screen.up();projector.off();amp.off();dvd.stop();dvd.eject();dvd.off();}public void listenToCd(String cdTitle) {System.out.println("Get ready for an audiopile experence...");lights.on();amp.on();amp.setVolume(5);amp.setCd(cd);amp.setStereoSound();cd.on();cd.play(cdTitle);}public void endCd() {System.out.println("Shutting down CD...");amp.off();amp.setCd(cd);cd.eject();cd.off();}public void listenToRadio(double frequency) {System.out.println("Tuning in the airwaves...");tuner.on();tuner.setFrequency(frequency);amp.on();amp.setVolume(5);amp.setTuner(tuner);}public void endRadio() {System.out.println("Shutting down the tuner...");tuner.off();amp.off();}
}

这样一来，我们在测试程序中编写观看电影的代码时，将十分轻松：

public class HomeTheaterTestDrive {public static void main(String[] args) {Amplifier amp = new Amplifier("Top-O-Line Amplifier");Tuner tuner = new Tuner("Top-O-Line AM/FM Tuner", amp);DvdPlayer dvd = new DvdPlayer("Top-O-Line DVD Player", amp);CdPlayer cd = new CdPlayer("Top-O-Line CD Player", amp);Projector projector = new Projector("Top-O-Line Projector", dvd);TheaterLights lights = new TheaterLights("Theater Ceiling Lights");Screen screen = new Screen("Theater Screen");PopcornPopper popper = new PopcornPopper("Popcorn Popper");HomeTheaterFacade homeTheater = new HomeTheaterFacade(amp, tuner, dvd, cd, projector, screen, lights, popper);homeTheater.watchMovie("Raiders of the Lost Ark");//简化的接口homeTheater.endMovie();}
}

设计原则

外观模式体现了又一个设计原则——最少知识原则：只和你的密友谈话。这个原则告诉我们要减少对象之间的交互，只留下几个“密友”，即在设计中，不要让太多的类耦合在一起。

这个原则为我们提供了一些方针：就任何对象而言，在该对象的方法内，我们只应该调用属于以下范围的方法：

该对象本身
被当作方法的参数而传递进来的对象
此方法所创建或实例化的任何对象
此对象的任何组件

值得一提的是，这一原则虽然减少了对象之间的依赖，减少了软件的维护成本；但是采用这个原则也会导致更多的“包装”类被制造出来，以处理和其他组件的沟通，这可能会导致复杂度和开发时间的增加，并降低运行时的性能。在开发过程中，我们需要根据实际情况进行取舍，在本文的例子中，很明显采用最少知识原则带来的软件维护的便利远大于其弊端。

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