解析C#設計模式編程中外觀模式Facade Pattern的應用

2020-01-24 01:16:02

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供稿：網友

實例引入
在家庭影院中，有燈光，屏幕，投影機，功放機，DVD 播放器這幾個基本的工具：

燈光，可以關閉燈光和打開燈光。
投影機，可以打開和關閉投影機。
屏幕，可以打開和關閉。
功放機，可以關閉音量和打開音量。
DVD 播放器，可以打開播放器和關閉播放器。

　　以最普通的方式實現觀看電影，類圖如下所示：

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按照類圖所示，如果要觀看電影，必須在客戶端執行下面的操作：先打開投影儀，再打開功放機，再打開屏幕，再打開 DVD 播放機，再打開燈光，在經歷了這么多操作后，才可以看一場電影。而在關閉電影的時候，也要先關閉投影儀，再關閉功放機，再關閉屏幕，再關閉 DVD 播放機，再關閉燈光。哦，這是太復雜了?。?！在客戶端居然有那么多操作，如果有一些用戶不知道如何使用其中的一個工具，那他便看不了電影！

　　上面其實反映的是現今軟件開發系統中的一個比較常見的現象，客戶端程序經常和復雜系統的內部子系統產生直接聯系，導致客戶程序隨著子系統的變化而變化。要想解決上面的這一串問題，必須要簡化客戶程序與子系統之間的交互接口，解除客戶程序和子系統之間的耦合，而外觀模式正好可以解決這個問題。

　　外觀模式（Facade）的定義:為子系統中的一組接口提供一個一致的界面，用來訪問子系統中的一群接口。

　　此模式定義了一個高層的接口，這個接口使得這一子系統更加容易使用。簡單的說，就是外觀模式將一個或者多個類的復雜的操作進行了隱藏，只顯示出一個一致的界面供客戶端使用。需要注意的是，外觀模式僅僅是給你提供了更為直接和容易的操作方式，它并沒有把原來的子系統進行隔離，所以，如果你還需要子系統類的更高層的功能，還是可以使用原來的子系統的，這個是外觀模式的一大優點。通過外觀模式可以將子系統的多個接口上建立一個高層接口，并且將這個高層接口提供給客戶端使用，這樣便可以解除掉客戶端和復雜子系統之間的耦合。

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　　通過上圖可以看出，外觀模式實現提供簡單的接口（OpenMovie 和 CloseMovie）給客戶端，也給客戶端和子系統之間實現了解耦。下面通過代碼來實現上面的這個 Demo。

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幾個播放工具的代碼：

using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 投影儀   /// </summary>   public class Projector   {     public void OpenProjector()     {       Console.WriteLine("打開投影儀");     }    public void CloseProjector()     {       Console.WriteLine("關閉投影儀");     }    public void SetWideScreen()     {       Console.WriteLine("投影儀狀態為寬屏模式");     }    public void SetStandardScreen()     {       Console.WriteLine("投影儀狀態為標準模式");     }   } }          using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 功放機   /// </summary>   public class Amplifier   {     public void OpenAmplifier()     {       Console.WriteLine("打開功放機");     }    public void CloseAmplifier()     {       Console.WriteLine("關閉功放機");     }   } }               using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 屏幕   /// </summary>   public class Screen   {     public void OpenScreen()     {       Console.WriteLine("打開屏幕");     }    public void CloseScreen()     {       Console.WriteLine("關閉屏幕");     }   } }                using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// DVD播放器   /// </summary>   public class DVDPlayer   {     public void OpenDVDPlayer()     {       Console.WriteLine("打開 DVD 播放器");     }    public void CloseDVDPlayer()     {       Console.WriteLine("關閉 DVD 播放器");     }   } }               using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 燈光   /// </summary>   public class Light   {     public void OpenLight()     {       Console.WriteLine("打開燈光");     }    public void CloseLight()     {       Console.WriteLine("關閉燈光");     }   } }

　　外觀類中的代碼：

namespace Facade {   /// <summary>   /// 定義一個外觀   /// </summary>   public class MovieFacade   {     /// <summary>     /// 在外觀類中必須保存有子系統中各個對象     /// </summary>     private Projector projector;     private Amplifier amplifier;     private Screen screen;     private DVDPlayer dvdPlayer;     private Light light;    public MovieFacade()     {       projector = new Projector();       amplifier = new Amplifier();       screen = new Screen();       dvdPlayer = new DVDPlayer();       light = new Light();     }    /// <summary>     /// 打開電影     /// </summary>     public void OpenMovie()     {       //先打開投影儀       projector.OpenProjector();       //再打開功放       amplifier.OpenAmplifier();       //再打開屏幕       screen.OpenScreen();       //再打開 DVD       dvdPlayer.OpenDVDPlayer();       //再打開燈光       light.OpenLight();     }    /// <summary>     /// 關閉電影     /// </summary>     public void CloseMovie()     {       //關閉投影儀       projector.CloseProjector();       //關閉功放       amplifier.CloseAmplifier();       //關閉屏幕       screen.CloseScreen();       //關閉 DVD       dvdPlayer.CloseDVDPlayer();       //關閉燈光       light.CloseLight();     }   } }

　　客戶端代碼：

using System;namespace FacadeTest {   class Program   {     static void Main(string[] args)     {       Facade.MovieFacade movie = new Facade.MovieFacade();       Facade.Projector projector = new Facade.Projector();              //首先是觀看電影       movie.OpenMovie();      Console.WriteLine();             //然后是將投影儀模式調到寬屏模式       projector.SetWideScreen();       //再將投影儀模式調回普通模式       projector.SetStandardScreen();       Console.WriteLine();            //最后就是關閉電影了       movie.CloseMovie();      Console.ReadKey();     }   } }

　　從上例中可以看出，可以在客戶端中使用子系統中的內容，即外觀模式并沒有把子系統和客戶端隔離開來，只是提供了整潔的接口給客戶端，如果客戶端想訪問復雜子系統中的接口時還是一樣的可以訪問的。比如在上面的 Demo 中的設置了寬屏和普通等模式。

外觀模式的結構總結
看完外觀模式的實現之后，為了幫助理清外觀模式中類之間的關系，下面給出上面實現代碼中類圖：

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