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Java设计模式之外观模式

article 2025/3/20 9:15:10

概念与作用

外观模式是一种结构型设计模式，通过提供一个统一的高层接口，屏蔽子系统的复杂性，简化客户端调用。其核心是将一组复杂接口封装成一个更简单的接口，降低客户端与子系统的耦合。作用如下：

1.简化复杂子系统：当子系统接口过多且调用流程复杂时（如图形渲染引擎）。

2.分层解耦：需要将子系统与客户端隔离，避免代码污染。

3.常用操作封装：将高频使用的组合操作（如绘制组合图形）统一暴露。

举例

假设需要绘制一个包含圆形、矩形、三角形的复杂图形，每个形状的绘制需要设置颜色、线条粗细等操作。若客户端直接调用每个形状的细节方法，代码将臃肿且难以维护。外观模式可将这些操作封装成一个DrawingFacade类，对外暴露drawComplexShape()方法。

子系统类（复杂操作）

// 圆形绘制类
class Circle {
    public void setColor(String color) { /* ... */ }
    public void setLineWidth(int width) { /* ... */ }
    public void draw() { System.out.println("绘制圆形"); }
}

// 矩形绘制类
class Rectangle {
    public void setColor(String color) { /* ... */ }
    public void setLineWidth(int width) { /* ... */ }
    public void draw() { System.out.println("绘制矩形"); }
}

// 三角形绘制类
class Triangle {
    public void setColor(String color) { /* ... */ }
    public void setLineWidth(int width) { /* ... */ }
    public void draw() { System.out.println("绘制三角形"); }
}

外观类（统一接口）

class DrawingFacade {
    private Circle circle;
    private Rectangle rectangle;
    private Triangle triangle;

    public DrawingFacade() {
        circle = new Circle();
        rectangle = new Rectangle();
        triangle = new Triangle();
    }

    // 统一封装复杂图形的绘制逻辑
    public void drawComplexShape() {
        circle.setColor("Red");
        circle.setLineWidth(2);
        circle.draw();

        rectangle.setColor("Blue");
        rectangle.setLineWidth(3);
        rectangle.draw();

        triangle.setColor("Green");
        triangle.setLineWidth(1);
        triangle.draw();
    }
}

客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        DrawingFacade facade = new DrawingFacade();
        facade.drawComplexShape(); // 一行代码完成复杂绘制
    }
}

优点与缺点

优点

1.简化调用：客户端无需了解子系统的细节。

2.降低耦合：子系统和客户端独立演化，修改子系统不影响客户端。

3.提高复用性：常用操作集中管理，避免代码重复。

缺点

1.违反开闭原则：新增功能可能需要修改外观类。

2.过度封装风险：可能隐藏了客户端需要灵活调用的底层接口。

不使用外观模式的实现方式

若不使用外观模式，客户端需直接操作所有子系统类，导致代码冗余且难以维护：

public class ClientWithoutFacade {
    public static void main(String[] args) {
        Circle circle = new Circle();
        Rectangle rectangle = new Rectangle();
        Triangle triangle = new Triangle();

        // 绘制圆形
        circle.setColor("Red");
        circle.setLineWidth(2);
        circle.draw();

        // 绘制矩形
        rectangle.setColor("Blue");
        rectangle.setLineWidth(3);
        rectangle.draw();

        // 绘制三角形
        triangle.setColor("Green");
        triangle.setLineWidth(1);
        triangle.draw();
    }
}