【愚公系列】2021年12月 二十三种设计模式(十)-外观模式(Facade Pattern)
【愚公系列】2021年12月 二十三种设计模式(十)-外观模式(Facade Pattern)
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前言
设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、外观模式(Facade Pattern)
外观模式属于结构型模式，它隐藏了系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。
为子系统中的一组接口提供了一个统一的访问接口，这个接口使得子系统更容易被访问或者使用。
二、使用步骤
角色
1、外观角色（Facade）
外观模式的核心，它被客户角色调用，它熟悉子系统的各项功能，可以在内部根据需求预定几种功能的组合；
2、子系统角色（SubSystem）
实现了子系统的功能，它内部可以有系统内的相互交互，也可以由供外界调用的接口。
示例
命名空间FacadePattern中包含外观类Facade，提供公开的Handle方法，Haikwan是海关类，可以通过Apply方法从后台取得一个加密的完税凭证JSON数据，Decrypt类为解密类，可以解密海关的JSON数据，TaxProof则是完税凭证类，可以将JSON反序列化成一个对象，FileStore则将完税凭证数据持久化到文件中。本案例尝试通过一个从海关获取数据、解密、反序列化、保存到文件的完整流程来向大家简明扼要的阐述外观模式的使用。
public class Haikwan {
public string Apply(Uri uri) {
Console.WriteLine($"Apply some data from {uri.ToString()}!");
return Const.TEMPLET_HAIKWAN;
}
}海关类Haikwan，包含一个Apply方法可以从海关的后台获取一个加密的JSON数据。
public class Decrypt {
public string Decipher(string ciphertext) {
Console.WriteLine("Deciphering ciphertext!");
Console.WriteLine(Const.LINE_BREAK);
Console.WriteLine(ciphertext);
Console.WriteLine(Const.LINE_BREAK);
return ciphertext;
}
}解密类Decrypt，将加密的JSON数据用Decipher方法解密成原始JSON数据。
public class TaxProof {
public string TaxNo { get; private set; }
public decimal Money { get; private set; }
public DateTime PaymentData { get; private set; }
public void Deserialize(string plaintext) {
Console.WriteLine("Creating TaxProof Instance from plaintext!");
TaxNo = "287361039374492-A01";
Money = 1986.1020m;
PaymentData = new DateTime(2018, 07, 20);
}
}TaxProof完税凭证类，将JSON数据反序列化成实体对象，以便使用类的面向对象语言的优势进行后续的处理。
本例中没有真正实现反序列化的动作，仅仅作为一个演示使用了Hard Code。在实际开发过程中，推荐使用Newtonsoft.Json来处理序列化和反序列化。
public class FileStore
{
public void Store(TaxProof taxProof)
{
Console.WriteLine("Saving taxProof instance to file!");
Console.WriteLine($"TaxProof.TasNo={taxProof.TasNo},");
Console.WriteLine($"TaxProof.TasNo={taxProof.TasNo},");
Console.WriteLine($"TaxProof.TasNo={taxProof.TasNo},");
Console.WriteLine($"TaxProof.TasNo={taxProof.TasNo},");
}
}FileStore文件保存类，将完税凭证数据持久化到文件中。
public class Facade {
private Haikwan _haikwan = null;
private Decrypt _decrypt = null;
private TaxProof _taxProof = null;
private FileStore _fileStore = null;
public Facade() {
_haikwan = new Haikwan();
_decrypt = new Decrypt();
_taxProof = new TaxProof();
_fileStore = new FileStore();
}
public void Handle(Uri uri) {
var ciphertext = _haikwan.Apply(uri);
var plaintext = _decrypt.Decipher(ciphertext);
_taxProof.Deserialize(plaintext);
_fileStore.Store(_taxProof);
}
}Facade外观类，这是外观模式的核心类，首先在内部维持对海关类Haikwan、解密类Decrypt、完税凭证类TaxProof、文件保存类FileStore的引用，并在构造函数中创建它们，公开的Handle方法处理一个完整的从海关获取数据到持久化文件的完整流程。
public class Const {
public const string TEMPLET_HAIKWAN = "{\r\n" +
" \"Haikwan\": {\r\n" +
" \"TaxNo\": \"287361039374492-A01\",\r\n" +
" \"Money\": 1986.1020,\r\n" +
" \"PaymentData\": \"\\/Date(1532099596)\\/\"\r\n" +
" }\r\n" +
"}";
public const string LINE_BREAK =
"-------------------------------------------------------------";
public const string HAIKWAN_URI =
"http://@copyright#www.customs.gov.cn";
}Const常量类，统一管理本案例中用到的字符串资源。实际开发过程中不应当出现此类，请参考2017年阿里发布的《阿里巴巴Java开发手册》，此规则对C#开发者来说也应当遵守。
public class Program {
private static Facade _facade = null;
public static void Main(string[] args) {
_facade = new Facade();
_facade.Handle(new Uri(Const.HAIKWAN_URI));
Console.ReadKey();
}
}调用方的代码，仅仅需要一行代码就完成了一个完整的流程。以下是这个案例的输出结果：
Apply some data from http://@copyright/#www.customs.gov.cn!
Deciphering ciphertext!
-------------------------------------------------------------
{
"Haikwan": {
"TaxNo": "287361039374492-A01",
"Money": 1986.1020,
"PaymentData": "\/Date(1532099596)\/"
}
}
-------------------------------------------------------------
Creating TaxProof Instance from plaintext!
Saving taxProof instance to file!
TaxProof.TaxNo = 287361039374492-A01,
TaxProof.Money = 1986.1020,
TaxProof.PaymentData = 2018-07-20 00:00:00!
-------------------------------------------------------------总结
优点
1、实现了子系统与客户端之间的松耦合关系； 2、客户端屏蔽了子系统组件，减少了客户端所需处理的对象数目，并使得子系统使用起来更加容易。
缺点
1、不符合开闭原则，如果要修改某一个子系统的功能，通常外观类也要一起修改； 2、没有办法直接阻止外部不通过外观类访问子系统的功能，因为子系统类中的功能必须是公开的（根据需要决定是否使用internal访问级别可解决这个缺点，但外观类需要和子系统类在同一个程序集内）。
使用场景
1、设计初期阶段，应该有意识的将不同层分离，层与层之间建立外观模式； 2、开发阶段，子系统越来越复杂，增加外观模式提供一个简单的调用接口； 3、维护一个大型遗留系统的时候，可能这个系统已经非常难以维护和扩展，但又包含非常重要的功能，为其开发一个外观类，以便新系统与其交互。