解析C#设计模式编程中外观模式Facade Pattern的应用

2020-01-24 01:16:02

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供稿：网友

实例引入
在家庭影院中，有灯光，屏幕，投影机，功放机，DVD 播放器这几个基本的工具：

灯光，可以关闭灯光和打开灯光。
投影机，可以打开和关闭投影机。
屏幕，可以打开和关闭。
功放机，可以关闭音量和打开音量。
DVD 播放器，可以打开播放器和关闭播放器。

　　以最普通的方式实现观看电影，类图如下所示：

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按照类图所示，如果要观看电影，必须在客户端执行下面的操作：先打开投影仪，再打开功放机，再打开屏幕，再打开 DVD 播放机，再打开灯光，在经历了这么多操作后，才可以看一场电影。而在关闭电影的时候，也要先关闭投影仪，再关闭功放机，再关闭屏幕，再关闭 DVD 播放机，再关闭灯光。哦，这是太复杂了！！！在客户端居然有那么多操作，如果有一些用户不知道如何使用其中的一个工具，那他便看不了电影！

　　上面其实反映的是现今软件开发系统中的一个比较常见的现象，客户端程序经常和复杂系统的内部子系统产生直接联系，导致客户程序随着子系统的变化而变化。要想解决上面的这一串问题，必须要简化客户程序与子系统之间的交互接口，解除客户程序和子系统之间的耦合，而外观模式正好可以解决这个问题。

　　外观模式（Facade）的定义:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，用来访问子系统中的一群接口。

　　此模式定义了一个高层的接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。简单的说，就是外观模式将一个或者多个类的复杂的操作进行了隐藏，只显示出一个一致的界面供客户端使用。需要注意的是，外观模式仅仅是给你提供了更为直接和容易的操作方式，它并没有把原来的子系统进行隔离，所以，如果你还需要子系统类的更高层的功能，还是可以使用原来的子系统的，这个是外观模式的一大优点。通过外观模式可以将子系统的多个接口上建立一个高层接口，并且将这个高层接口提供给客户端使用，这样便可以解除掉客户端和复杂子系统之间的耦合。

201621994349141.jpg (685×401)

　　通过上图可以看出，外观模式实现提供简单的接口（OpenMovie 和 CloseMovie）给客户端，也给客户端和子系统之间实现了解耦。下面通过代码来实现上面的这个 Demo。

201621994410364.jpg (738×423)

几个播放工具的代码：

using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 投影仪   /// </summary>   public class Projector   {     public void OpenProjector()     {       Console.WriteLine("打开投影仪");     }    public void CloseProjector()     {       Console.WriteLine("关闭投影仪");     }    public void SetWideScreen()     {       Console.WriteLine("投影仪状态为宽屏模式");     }    public void SetStandardScreen()     {       Console.WriteLine("投影仪状态为标准模式");     }   } }          using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 功放机   /// </summary>   public class Amplifier   {     public void OpenAmplifier()     {       Console.WriteLine("打开功放机");     }    public void CloseAmplifier()     {       Console.WriteLine("关闭功放机");     }   } }               using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 屏幕   /// </summary>   public class Screen   {     public void OpenScreen()     {       Console.WriteLine("打开屏幕");     }    public void CloseScreen()     {       Console.WriteLine("关闭屏幕");     }   } }                using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// DVD播放器   /// </summary>   public class DVDPlayer   {     public void OpenDVDPlayer()     {       Console.WriteLine("打开 DVD 播放器");     }    public void CloseDVDPlayer()     {       Console.WriteLine("关闭 DVD 播放器");     }   } }               using System;namespace Facade {   /// <summary>   /// 灯光   /// </summary>   public class Light   {     public void OpenLight()     {       Console.WriteLine("打开灯光");     }    public void CloseLight()     {       Console.WriteLine("关闭灯光");     }   } }

　　外观类中的代码：

namespace Facade {   /// <summary>   /// 定义一个外观   /// </summary>   public class MovieFacade   {     /// <summary>     /// 在外观类中必须保存有子系统中各个对象     /// </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>     /// 打开电影     /// </summary>     public void OpenMovie()     {       //先打开投影仪       projector.OpenProjector();       //再打开功放       amplifier.OpenAmplifier();       //再打开屏幕       screen.OpenScreen();       //再打开 DVD       dvdPlayer.OpenDVDPlayer();       //再打开灯光       light.OpenLight();     }    /// <summary>     /// 关闭电影     /// </summary>     public void CloseMovie()     {       //关闭投影仪       projector.CloseProjector();       //关闭功放       amplifier.CloseAmplifier();       //关闭屏幕       screen.CloseScreen();       //关闭 DVD       dvdPlayer.CloseDVDPlayer();       //关闭灯光       light.CloseLight();     }   } }

　　客户端代码：

using System;namespace FacadeTest {   class Program   {     static void Main(string[] args)     {       Facade.MovieFacade movie = new Facade.MovieFacade();       Facade.Projector projector = new Facade.Projector();              //首先是观看电影       movie.OpenMovie();      Console.WriteLine();             //然后是将投影仪模式调到宽屏模式       projector.SetWideScreen();       //再将投影仪模式调回普通模式       projector.SetStandardScreen();       Console.WriteLine();            //最后就是关闭电影了       movie.CloseMovie();      Console.ReadKey();     }   } }

　　从上例中可以看出，可以在客户端中使用子系统中的内容，即外观模式并没有把子系统和客户端隔离开来，只是提供了整洁的接口给客户端，如果客户端想访问复杂子系统中的接口时还是一样的可以访问的。比如在上面的 Demo 中的设置了宽屏和普通等模式。

外观模式的结构总结
看完外观模式的实现之后，为了帮助理清外观模式中类之间的关系，下面给出上面实现代码中类图：

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