外观模式（Facade Pattern） 是一种结构型设计模式，它为一个子系统中的一组接口提供一个统一的高层接口，使得子系统更加容易使用。这种类型的设计模式属于结构型模式，它向客户端提供了一个接口，隐藏了子系统的复杂性。
1. 定义与特点
- 定义：外观模式为多个复杂的子系统提供一个对外的接口，使这些子系统更加容易的被访问。该模式对外有一个统一的接口，外部应用不用关心子系统内部的细节，大大降低了应用程序的复杂度，提高了可维护性。
- 特点：
- 简化了调用过程，应用无需深入了解子系统。
- 减少系统依赖，松散耦合。
- 更好的划分访问层次。
- 符合迪米特法则（最少知道原则）。
然而，外观模式也有一些缺点，比如增加子系统或扩展子系统行为容易引入风险，以及不符合开闭原则（即对扩展开放，对修改关闭）。
2. 角色
- 外观（Facade）角色：这是模式的核心，客户端可以调用这个角色的方法。外观类知晓相关的（一个或者多个）子系统的功能和责任。在正常情况下，本角色会将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去。
- 子系统（Subsystem）角色：可以同时有一个或者多个子系统。每一个子系统都不是一个单独的类，而是一个类的集合。每一个子系统都可以被客户端直接调用，或者被外观角色调用。子系统并不知道外观的存在，对于子系统而言，外观仅仅是另外一个客户端而已。
- 用户（Client）角色：用户通过外观类调用子系统的功能。
3. 适用场景
- 子系统复杂：当子系统越来越复杂，增加外观模式可以提供简单调用接口。
- 构建多层系统结构：利用外观对象作为每层的入口，简化层级调用。
4. 优缺点
- 优点：
- 降低了子系统与客户端之间的耦合度，使得子系统内部的变化不会影响客户端。
- 隐藏了子系统的复杂性，客户端只需要与外观类进行交互，无需了解子系统内部的实现细节。
- 提高了系统的灵活性和可扩展性，通过修改外观类，可以很容易地改变子系统的行为。
- 缺点：
- 在不恰当的情况下使用外观模式，可能会增加系统的复杂性，因为需要创建额外的外观类来管理子系统的接口。
- 如果外观类过度使用，可能会导致它成为一个“上帝类”，该类知道太多的子系统细节，并承担过多的责任。这可能会使得系统的维护和扩展变得困难。
5. 示例
以下是一个简单的Java代码示例，演示了外观模式（Facade Pattern）的应用：
// 子系统A
class SubSystemA {
public void operationA() {
System.out.println("Subsystem A operationA() called.");
}
}
// 子系统B
class SubSystemB {
public void operationB() {
System.out.println("Subsystem B operationB() called.");
}
}
// 子系统C
class SubSystemC {
public void operationC() {
System.out.println("Subsystem C operationC() called.");
}
}
// 外观类
class Facade {
private SubSystemA subSystemA;
private SubSystemB subSystemB;
private SubSystemC subSystemC;
public Facade() {
subSystemA = new SubSystemA();
subSystemB = new SubSystemB();
subSystemC = new SubSystemC();
}
// 提供给客户端调用的简单接口
public void operation() {
subSystemA.operationA();
subSystemB.operationB();
subSystemC.operationC();
}
}
// 客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 使用外观类
Facade facade = new Facade();
facade.operation(); // 客户端只需要调用外观类的方法
}
}
在这个示例中，我们有三个子系统类：SubSystemA、SubSystemB 和 SubSystemC。每个子系统类都有一个操作方法（operationA()、operationB() 和 operationC()）。然后，我们创建了一个外观类 Facade，该类聚合了这些子系统对象，并提供了一个 operation() 方法供客户端调用。在这个 operation() 方法中，我们按顺序调用了子系统的各个方法。
在客户端代码中，我们只需要创建一个 Facade 对象，并调用其 operation() 方法，而无需关心子系统内部的实现细节。这样，客户端与子系统之间的耦合度就降低了，同时提高了系统的灵活性和可扩展性。
