设计模式——1_4 外观（Facade）

文章目录

定义
图纸
一个例子：自动生成一杯茶
- 沏茶的流程
- 组合
- - 方式一：直接组合
  - 方法二：外观
碎碎念
- 多个外观对象
- 外观和封装
- 外观和单例
- 姑妄言之

定义

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用

你可以把 外观模式 理解成控制面板，你可能拥有一部庞大的机器，但是为了使用他，你并不需要理解里面每一个螺丝的作用，只需要按照说明书去控制操作面板就可以调度他

图纸

在这里插入图片描述

一个例子：自动生成一杯茶

很多人喜欢喝茶，但是又嫌沏茶太麻烦了。如果我们现在有一种机器，支持按一个按钮，就生成一杯茶到你手里。那他应该是啥样的呢？这次的例子因为要涉及到多个模块之间的协同，可能会显得比较复杂，我会尽我所能的简化他

准备好了吗？这次的例子开始了：

沏茶的流程

在没有任何自动化的情况下，我们沏茶是这样的：

在这里插入图片描述

如果把他们转换成系统里的一部分的话，他们并不属于相同的模块，比如说：

煮水，肯定是属于 热水壶 的方法。可是一个 热水壶 ，怎么可能会有 冲出茶水 这样的方法定义呢？

所以很显然，上面这个流程里的步骤，需要多个模块的配合，就像这样：
在这里插入图片描述

beans

//水
public class Water implements Comparable<Water> {/*** 数量*/private float quantity;/*** 温度*/private float temperature;public Water(float quantity, float temperature) {this.quantity = quantity;this.temperature = temperature;}public Water(float quantity) {this(quantity, 24);//默认水温24度}//创建一个空的Water对象public static Water createEmptyWater() {return new Water(0, 0);}/*** 加水*/public void add(Water water) {quantity += water.quantity;if (temperature == 0) {this.temperature = water.temperature;}water.clear();}/*** 切割一些热水出去*/public Water cut(float quantity) {//检查是否足够，如果足够则返还quantity为参数的冷水给client，如果不足则全部返还Water result;if (quantity < this.quantity) {//足够result = new Water(quantity, temperature);this.quantity -= quantity;} else {//不够或者刚好result = new Water(this.quantity, temperature);clear();}return result;}//清空当前水对象的信息private void clear() {this.quantity = 0;this.temperature = 0;}public float getQuantity() {return quantity;}public float getTemperature() {return temperature;}public void setTemperature(float temperature) {this.temperature = temperature;}/*** 是热水吗* 超过75度视为热水*/public boolean isHot() {return temperature >= 75;}@Overridepublic int compareTo(Water o) {return Float.compare(this.quantity, o.quantity);}
}//茶叶
public class TeaLeaf {/*** 茶叶类型*/private final String type;public TeaLeaf(String type) {this.type = type;}public String getType() {return type;}
}//茶
public class Tea {private float quantity;//数量private final String describe;public Tea(String describe,float quantity) {this.describe = describe;this.quantity = quantity;}public String getDescribe() {return describe;}
}

水桶、热水壶和盖碗

//水桶
public class Bucket {//容量private final float capacity;//水桶里的水private final Water quantity;//生成一个空桶public Bucket(float capacity) {this.capacity = capacity;quantity = Water.createEmptyWater();}public Bucket(float capacity, float water) {this(capacity);addWater(new Water(water));}//往水桶里加水public boolean addWater(Water water) {//检查是否可以容纳，如果足够容纳，则把水全部加入，如果无法容纳则操作失败if (capacity - quantity.getQuantity() >= water.getQuantity()) {//可以容纳quantity.add(water);return true;}return false;//无法容纳}//给予别人水public Water getWater(float quantity) {return this.quantity.cut(quantity);}
}//热水壶
public class Kettle {//容量private final float capacity;//当前水量private final Water quantity;public Kettle(float capacity) {this.capacity = capacity;this.quantity = Water.createEmptyWater();}//往热水壶里加水public boolean addWater(Water water) {//检查是否可以容纳，如果足够容纳，则把水全部加入，如果无法容纳则操作失败if (capacity - quantity.getQuantity() >= water.getQuantity()) {//可以容纳quantity.add(water);return true;}return false;//无法容纳}//加热水public void heatUpWater() {quantity.setTemperature(100);//加热到100度}//倒出水public Water getWater(float quantity) {return this.quantity.cut(quantity);}
}//盖碗
public class Tureen {//容量private final float capacity;//当前水量private final Water quantity;//茶叶private TeaLeaf teaLeaf;public Tureen(float capacity) {this.capacity = capacity;this.quantity = Water.createEmptyWater();}//往盖碗里加水public boolean addWater(Water water) {//检查是否可以容纳，如果足够容纳，则把水全部加入，如果无法容纳则操作失败if (capacity - quantity.getQuantity() >= water.getQuantity()) {//可以容纳quantity.add(water);return true;}return false;//无法容纳}//生成茶public Tea generateTea(float teaQuantity) {if (!quantity.isHot()) {throw new RuntimeException("必须用热水煮茶");} else if (quantity.getQuantity() < teaQuantity) {throw new RuntimeException("盖碗里的水数量不足");} else {return new Tea("这是一份 " + teaLeaf.getType() + " 茶", teaQuantity);}}public TeaLeaf getTeaLeaf() {return teaLeaf;}public void setTeaLeaf(TeaLeaf teaLeaf) {this.teaLeaf = teaLeaf;}
}

现在我们把所需要的类都创建出来了， client(调用上下文) 可以 创建一个水桶对象A->从A对象里拿到水对象B->把B对象注入热水壶对象C…… ，就像上文说的那种没有任何自动化的方式去生成一杯茶

这对我们的程序来说肯定是不合理的，什么都交给 client 去做，那没有人知道到底会做出什么样的一杯茶，也许编写 client 的人突发奇想，跳过热水壶直接把冷水加入盖碗；又或者把做好的茶倒回水桶……这种情况下，你失去了对整个流程的控制，程序会因为千奇百怪的 client 出现各种各样的异常，除非所有人都遵守规则

理想状态下，我们希望代码可以跟全自动煮茶器一样，我只需要点击一个按钮（调用一个方法），就可以让整个流程动起来，让模块和模块之间像齿轮一样咬合，从而保证 client 可以得到一杯正常的茶

那要怎么做呢？

组合

首先明确一点，Bucket（水桶）、Kettle（热水壶） 和 Tureen（盖碗） 一定是分属三个模块中的。我们不可能用继承之类的方式把这些方法都封装到一个类簇中，那么我们就必须把他们组合起来，然后再公开某个接口（比如 A方法），让client

那么问题就来了，A方法 应该被放在哪个类呢？

方式一：直接组合

由于 Tea（茶）是从Tureen中被产出的，很容易就想到直接在 Tureen 中添加 Bucket 对象和Kettle对象。client 在调用的时候再通过 TureenFactory（盖碗工厂） 来直接创建一个可用的 Tureen 对象，就像这样：
在这里插入图片描述

Tureen

//盖碗
public class Tureen {//容量private final float capacity;//当前水量private final Water quantity;//水桶private Bucket bucket;//热水壶private Kettle kettle;//茶叶private TeaLeaf teaLeaf;public Tureen(float capacity) {this.capacity = capacity;this.quantity = Water.createEmptyWater();}public void setBucket(Bucket bucket) {this.bucket = bucket;}public void setKettle(Kettle kettle) {this.kettle = kettle;}//往盖碗里加水public boolean addWater(Water water) {//检查是否可以容纳，如果足够容纳，则把水全部加入，如果无法容纳则操作失败if (capacity - quantity.getQuantity() >= water.getQuantity()) {//可以容纳quantity.add(water);return true;}return false;//无法容纳}//生成茶public Tea generateTea(float teaQuantity) {Water water = bucket.getWater(teaQuantity);//拿到水kettle.addWater(water);//加入到热水壶kettle.heatUpWater();//加热this.addWater(kettle.getWater(teaQuantity));//倒到盖碗中return new Tea("这是一份 " + teaLeaf.getType() + " 茶", teaQuantity);}public TeaLeaf getTeaLeaf() {return teaLeaf;}public void setTeaLeaf(TeaLeaf teaLeaf) {this.teaLeaf = teaLeaf;}
}//盖碗工厂
public class TureenFactory {public Tureen create(float capacity){Tureen tureen = new Tureen(capacity);tureen.setBucket(new Bucket(capacity));tureen.setKettle(new Kettle(capacity));return tureen;}
}

在这种方式里 TureenFactory 的存在，可以保证 client 拿到的 Tureen 对象一定可以正常工作。

这个方案现在看起来很美好，我们可以直接通过调用Tureen中的generateTea来保证我们拿到的是一杯可用的茶。但是这是建立在所有提供水的组件对象 都是水桶和 所有进行加热的组件 都是热水壶的前提下的

你并不能保证这一点，也许将来有人喜欢喝井水，有人喜欢无根之水，还有人喜欢用碳炉煮水而不是热水壶。难道这时候我要让井水、雨水和水桶公用一个父类来方便和盖碗对象组合吗？

这显然是不可能的，所以我们要想想其他组合他们的方法

方法二：外观

让我们回推到最初，其实我们最大的问题，不是如何生成一个可以制作茶水的工具，而是我们需要规范制作一杯茶水的流程。所以我们才不希望 client 直接调用各个模块中的内容

那有没有可能，在底层模块和 client 中间，增加一个 中介层，不要让 client 亲自动手制作茶水，他只需要向 中介对象 发出需要一杯茶的指令，然后就能拿到一杯茶

答案当然是肯定的，就像这样：

在这里插入图片描述

public class TeaMaker {public Tea getTea(float quantity, TeaLeaf teaLeaf) {//创建水桶对象进行供水Bucket bucket = new Bucket(quantity, quantity);//创建热水壶对象进行加热Kettle kettle = new Kettle(quantity);kettle.addWater(bucket.getWater(quantity));kettle.heatUpWater();//创建盖碗对象用于生成茶Tureen tureen = new Tureen(quantity);tureen.addWater(kettle.getWater(quantity));tureen.setTeaLeaf(teaLeaf);return tureen.generateTea(quantity);}
}