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Java设计模式之结构型模式（外观模式）介绍与说明

news 2025/7/1 6:10:43

一、定义与核心思想

外观模式（Facade Pattern），又称门面模式，是一种结构型设计模式。其核心思想是为复杂的子系统提供一个统一的简单接口，隐藏底层实现细节，降低客户端与子系统的直接耦合。通过引入一个外观类（Facade），客户端只需与外观类交互，无需关心子系统内部的复杂逻辑。

二、模式结构与角色

外观角色（Facade）
- 提供一个简化的接口，封装子系统的复杂操作。
- 负责将客户端请求委派给子系统中的具体类处理。
- 示例：启动电脑的ComputerFacade类，封装CPU、内存、硬盘的协同操作。
子系统角色（Subsystem）
- 由多个相互关联的类组成，实现具体功能。
- 可被客户端直接调用，也可通过外观类间接调用。
- 示例：CPU、内存、硬盘类分别处理启动过程中的不同步骤。
客户端角色（Client）
- 通过外观类与子系统交互，无需了解子系统内部细节。
- 示例：用户只需调用ComputerFacade.start()方法启动电脑，无需手动操作硬件。

三、核心优点与缺点

优点	缺点
1. 简化接口：隐藏子系统复杂性，提供高层统一接口。	1. 不符合开闭原则：新增功能可能需要修改外观类。
2. 降低耦合：客户端与子系统解耦，减少依赖。	2. 灵活性受限：过度依赖外观类可能影响系统扩展性。
3. 提高可维护性：子系统修改不影响客户端代码。	3. 性能开销：多层委托可能增加调用链长度。
4. 易用性增强：客户端调用更简单。	4. 代码冗余：外观类需维护子系统引用。

四、典型应用场景

复杂系统集成
- 需要整合多个子系统（如支付、物流、订单系统）时，通过外观类提供统一接口。
- 示例：电商平台的订单处理，封装支付、库存、物流等模块的调用。
简化客户端调用
- 客户端需调用多个子系统操作时，通过外观类合并为单一方法。
- 示例：酒店点餐系统中，服务员（外观类）接收点餐请求，协调厨房（子系统）准备菜品。
分层系统设计
- 在分层架构中，为每层定义外观类，降低层间依赖。
- 示例：Web应用中，控制器层通过Service Facade调用多个DAO层操作。

五、实现示例（启动电脑场景）

// 子系统类
class CPU {void freeze() { System.out.println("CPU冻结"); }void jump(long position) { System.out.println("CPU跳转至地址：" + position); }void execute() { System.out.println("CPU执行指令"); }
}
class Memory {void load(long position, byte[] data) { System.out.println("内存加载数据到地址：" + position); }
}
class HardDrive {byte[] read(long lba, int size) { System.out.println("硬盘读取扇区：" + lba + "，大小：" + size); return new byte; }
}
// 外观类
class ComputerFacade {private CPU cpu = new CPU();private Memory memory = new Memory();private HardDrive hardDrive = new HardDrive();void start() {cpu.freeze();memory.load(BOOT_ADDRESS, hardDrive.read(BOOT_SECTOR, SECTOR_SIZE));cpu.jump(BOOT_ADDRESS);cpu.execute();}
}
// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {ComputerFacade computer = new ComputerFacade();computer.start(); // 客户端仅需调用start()方法}
}