JAVA设计模式10：外观模式，使得客户端可以通过简单的接口与子系统交互

作者主页：Designer 小郑
作者简介：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN博客专家，阿里云社区专家博主，蓝桥云课讲师。

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一、什么是外观模式

外观模式是一种结构型设计模式，它提供了一个统一的接口，用于访问子系统中的一组接口，外观模式隐藏了子系统的复杂性，使得客户端可以通过简单的接口与子系统交互，而不需要了解子系统的内部细节。

在外观模式中，外观类充当了客户端和子系统之间的中介，它封装了一组子系统的接口，并提供了一个简单的、高级别的接口供客户端使用。

外观模式有以下 $2$ 个关键角色。

1. 外观（Facade）：外观类是外观模式的核心，它提供了一个简单的接口，包装了一组复杂的子系统接口，以便客户端可以方便地使用。
2. 子系统（Subsystem）：子系统包含了一组相关的类和接口，完成具体的功能。客户端可以通过外观类间接地访问子系统中的功能。

外观模式的优点包括以下 $3$ 类。

1. 简化了客户端与子系统之间的交互，客户端可以通过外观类的统一接口来访问子系统，而不需要了解子系统的具体实现。
2. 隐藏了子系统的复杂性，客户端不需要了解子系统的内部结构和细节，只需要使用外观类提供的接口即可。
3. 降低了客户端的耦合度，客户端只依赖外观类，不需要直接依赖子系统的接口。

外观模式的应用场景包括以下 $3$ 类。

1. 当一个复杂的子系统需要被简化或者解耦时，可以考虑使用外观模式。
2. 当需要提供一个简单的接口来访问复杂的子系统时，可以使用外观模式来封装子系统的接口。
3. 当存在多个子系统，而客户端只需要与其中一个子系统交互时，可以使用外观模式来提供统一的接口。

外观模式可以简化客户端与子系统之间的交互，提供了一个简单的接口，隐藏了子系统的复杂性，降低了客户端的耦合度，是一种常用的设计模式。

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二、外观模式实例

以下是一个简单的 Java 代码示例，展示了外观模式的实现，请同学们复制到本地执行。

// 子系统A
class SubsystemA {
    
    
    public void operationA() {
    
    
        System.out.println("Subsystem A operation");
    }
}

// 子系统B
class SubsystemB {
    
    
    public void operationB() {
    
    
        System.out.println("Subsystem B operation");
    }
}

// 外观类
class Facade {
    
    
    private SubsystemA subsystemA;
    private SubsystemB subsystemB;
    
    public Facade() {
    
    
        subsystemA = new SubsystemA();
        subsystemB = new SubsystemB();
    }
    
    public void operation() {
    
    
        subsystemA.operationA();
        subsystemB.operationB();
    }
}

// 客户端
public class Client {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Facade facade = new Facade();
        facade.operation();
    }
}

在上述示例中，SubsystemA 和 SubsystemB 是两个具体的子系统，分别有各自的操作。

Facade 是外观类，它封装了子系统的接口，并提供了一个简单的操作方法 operation()。

客户端通过调用外观类的操作方法来使用子系统，而不需要直接与子系统进行交互。

运行客户端代码后，输出结果为：

Subsystem A operation
Subsystem B operation

外观模式将复杂的子系统接口进行了封装，同时隐藏了子系统的复杂性，提供了一个简单的接口供客户端使用，客户端只需要与外观类进行交互，而不需要了解子系统的具体实现细节。

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三、外观模式的应用场景

外观模式在以下情况下可以被用来简化系统复杂性，并提供一个简单的接口供客户端访问子系统，有以下 $5$ 种应用场景。

1. 当系统存在复杂的子系统，并且需要对外提供简单的接口时，可以使用外观模式。外观模式可以封装子系统的复杂性，为客户端提供一个简单、统一的接口，从而减少客户端与子系统之间的耦合度。
2. 当需要解耦客户端和子系统之间的关系时，可以使用外观模式。外观模式将子系统封装在一个外观类中，客户端只需要与外观类交互，而不需要直接依赖子系统的接口，从而降低了客户端的耦合度。
3. 当需要对多个子系统进行统一管理时，可以使用外观模式。外观模式可以提供一个统一的接口，集成多个子系统的功能，方便客户端进行管理和调用。
4. 当需要对子系统进行分层封装时，可以使用外观模式。外观模式可以将子系统分为多个层次，每个层次提供不同的接口，从而实现对子系统的灵活管理。
5. 当需要在系统中引入新的子系统时，可以使用外观模式。通过外观模式，可以在不影响客户端的情况下，对新的子系统进行封装和集成，从而实现系统的扩展和升级。

外观模式适用于需要简化复杂系统、解耦客户端和子系统、统一管理多个子系统、分层封装子系统、引入新的子系统等场景，它能够提高系统的可维护性、可扩展性和灵活性。

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四、外观模式面试题

1. 解释什么是外观模式，并提供一个实际的例子。
2. 外观模式有什么优点和缺点？
3. 外观模式与适配器模式有何区别？
4. 外观模式和单例模式是否可以同时使用？
5. 如何在Java中实现外观模式？
6. 外观模式的适用场景是什么？
7. 请给出一个使用外观模式的真实案例。
8. 如何在外观模式中处理子系统之间的依赖关系？
9. 外观模式和代理模式有何区别？
10. 如果需要添加一个新的子系统，如何在外观模式中进行扩展？

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