Java设计模式之外观模式研究.docx
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Java设计模式之外观模式研究
Java设计模式之外观模式研究
外观模式（Facadepattern）涉及到子系统的一些类。
所谓子系统，是为提供一系列相关的特征（功能）而紧密关联的一组类。
例如，一个Account类、Address类和CreditCard类相互关联，成为子系统的一部分，提供在线客户的特征。
在真实的应用系统中，一个子系统可能由很多类组成。
子系统的客户为了它们的需要，需要和子系统中的一些类进行交互。
客户和子系统的类进行直接的交互会导致客户端对象和子系统（Figure1）之间高度耦合。
任何的类似于对子系统中类的接口的修改，会对依赖于它的所有的客户类造成影响。
Figure1:
ClientInteractionwithSubsystemClassesbeforeApplyingtheFacadePattern
外观模式（Facadepattern）很适用于在上述情况。
外观模式（Facadepattern）为子系统提供了一个更高层次、更简单的接口，从而降低了子系统的复杂度和依赖。
这使得子系统更易于使用和管理。
外观是一个能为子系统和客户提供简单接口的类。
当正确的应用外观，客户不再直接和子系统中的类交互，而是与外观交互。
外观承担与子系统中类交互的责任。
实际上，外观是子系统与客户的接口，这样外观模式降低了子系统和客户的耦合度（Figure2）.
Figure2:
ClientInteractionwithSubsystemClassesafterApplyingtheFacadePattern
从Figure2中我们可以看到：
外观对象隔离了客户和子系统对象，从而降低了耦合度。
当子系统中的类进行改变时，客户端不会像以前一样受到影响。
尽管客户使用由外观提供的简单接口，但是当需要的时候，客户端还是可以视外观不存在，直接访问子系统中的底层次的接口。
这种情况下，它们之间的依赖/耦合度和原来一样。
例子：
让我们建立一个应用：
（1）接受客户的详细资料（账户、地址和信用卡信息）
（2）验证输入的信息
（3）保存输入的信息到相应的文件中。
这个应用有三个类：
Account、Address和CreditCard。
每一个类都有自己的验证和保存数据的方法。
Listing1:
AccountClass
publicclassAccount{
StringfirstName;
StringlastName;
finalStringACCOUNT_DATA_FILE="AccountData.txt";
publicAccount（Stringfname,Stringlname）{
firstName=fname;
lastName=lname;
}
publicbooleanisValid（）{
/*
Let'sgowithsimplervalidation
heretokeeptheexamplesimpler.
*/
…
…
}
publicbooleansave（）{
FileUtilfutil=newFileUtil（）;
StringdataLine=getLastName（）+”,"+getFirstName（）;
returnfutil.writeToFile（ACCOUNT_DATA_FILE,dataLine,true,true）;
}
publicStringgetFirstName（）{
returnfirstName;
}
publicStringgetLastName（）{
returnlastName;
}
}
Listing2:
AddressClass
publicclassAddress{
Stringaddress;
Stringcity;
Stringstate;
finalStringADDRESS_DATA_FILE="Address.txt";
publicAddress（Stringadd,Stringcty,Stringst）{
address=add;
city=cty;
state=st;
}
publicbooleanisValid（）{
/*
Theaddressvalidationalgorithm
couldbecomplexinreal-world
applications.
Let'sgowithsimplervalidation
heretokeeptheexamplesimpler.
*/
if（getState（）.trim（）.length（）<2）
returnfalse;
returntrue;
}
publicbooleansave（）{
FileUtilfutil=newFileUtil（）;
StringdataLine=getAddress（）+”,"+getCity（）+”,"+getState（）;
returnfutil.writeToFile（ADDRESS_DATA_FILE,dataLine,true,true）;
}
publicStringgetAddress（）{
returnaddress;
}
publicStringgetCity（）{
returncity;
}
publicStringgetState（）{
returnstate;
}
}
Listing3:
CreditCardClass
publicclassCreditCard{
StringcardType;
StringcardNumber;
StringcardExpDate;
finalStringCC_DATA_FILE="CC.txt";
publicCreditCard（StringccType,StringccNumber,
StringccExpDate）{
cardType=ccType;
cardNumber=ccNumber;
cardExpDate=ccExpDate;
}
publicbooleanisValid（）{
/*
Let'sgowithsimplervalidation
heretokeeptheexamplesimpler.
*/
if（getCardType（）.equals（AccountManager.VISA））{
return（getCardNumber（）.trim（）.length（）==16）;
}
if（getCardType（）.equals（AccountManager.DISCOVER））{
return（getCardNumber（）.trim（）.length（）==15）;
}
if（getCardType（）.equals（AccountManager.MASTER））{
return（getCardNumber（）.trim（）.length（）==16）;
}
returnfalse;
}
publicbooleansave（）{
FileUtilfutil=newFileUtil（）;
StringdataLine=getCardType（）+,”"+getCardNumber（）+”,"+getCardExpDate（）;
returnfutil.writeToFile（CC_DATA_FILE,dataLine,true,true）;
}
publicStringgetCardType（）{
returncardType;
}
publicStringgetCardNumber（）{
returncardNumber;
}
publicStringgetCardExpDate（）{
returncardExpDate;
}
}
Figure3:
SubsystemClassestoProvidetheNecessaryFunctionalitytoValidateandSavetheCustomerData
让我们建立一个客户AccountManager，它提供用户输入数据的用户界面。
Listing4:
ClientAccountManagerClass
publicclassAccountManagerextendsJFrame{
publicstaticfinalStringnewline="\n";
publicstaticfinalStringVALIDATE_SAVE="Validate&Save";
…
…
publicAccountManager（）{
super（"FacadePattern-Example"）;
cmbCardType=newJComboBox（）;
cmbCardType.addItem（AccountManager.VISA）;
cmbCardType.addItem（AccountManager.MASTER）;
cmbCardType.addItem（AccountManager.DISCOVER）;
…
…
//Createbuttons
JButtonvalidateSaveButton=newJButton（AccountManager.VALIDATE_SAVE）;
…
…
}
publicStringgetFirstName（）{
returntxtFirstName.getText（）;
}
…
…
}//EndofclassAccountManager
当客户AccountManage运行的时候，展示的用户接口如下：
Figure4:
UserInterfacetoEntertheCustomerData
为了验证和保存输入的数据，客户AccountManager需要：
（1）建立Account、Address和CreditCard对象。
（2）用这些对象验证输入的数据
（3）用这些对象保存输入的数据。
下面是对象间的交互顺序图：
Figure5:
HowaClientWouldNormallyInteract（Directly）withSubsystemClassestoValidateandSavetheCustomerData
在这个例子中应用外观模式是一个很好的设计，它可以降低客户和子系统组件（Address、Account和CreditCard）之间的耦合度。
应用外观模式，让我们定义一个外观类CustomerFacade（Figure6andListing5）。
它为由客户数据处理类（Address、Account和CreditCard）所组成的子系统提供一个高层次的、简单的接口。
CustomerFacade
address:
String
city:
String
state:
String
cardType:
String
cardNumber:
String
cardExpDate:
String
fname:
String
lname:
String
setAddress（inAddress:
String）
setCity（inCity:
String）
setState（inState:
String）
setCardType（inCardType:
String）
setCardNumber（inCardNumber:
String）
setCardExpDate（inCardExpDate:
String）
setFName（inFName:
String）
setLName（inLName:
String）
saveCustomerData（）
Figure6:
FacadeClasstoBeUsedbytheClientintheRevisedDesign
Listing5:
CustomerFacadeClass
publicclassCustomerFacade{
privateStringaddress;
privateStringcity;
privateStringstate;
privateStringcardType;
privateStringcardNumber;
privateStringcardExpDate;
privateStringfname;
privateStringlname;
publicvoidsetAddress（StringinAddress）{
address=inAddress;
}
publicvoidsetCity（StringinCity）{
city=inCity;
}
publicvoidsetState（StringinState）{
state=inState;
}
publicvoidsetFName（StringinFName）{
fname=inFName;
}
publicvoidsetLName（StringinLName）{
lname=inLName;
}
publicvoidsetCardType（StringinCardType）{
cardType=inCardType;
}
publicvoidsetCardNumber（StringinCardNumber）{
cardNumber=inCardNumber;
}
publicvoidsetCardExpDate（StringinCardExpDate）{
cardExpDate=inCardExpDate;
}
publicbooleansaveCustomerData（）{
AddressobjAddress;
AccountobjAccount;
CreditCardobjCreditCard;
/*
clientistransparentfromthefollowing
setofsubsystemrelatedoperations.
*/
booleanvalidData=true;
StringerrorMessage="";
objAccount=newAccount（fname,lname）;
if（objAccount.isValid（）==false）{
validData=false;
errorMessage="InvalidFirstName/LastName";
}
objAddress=newAddress（address,city,state）;
if（objAddress.isValid（）==false）{
validData=false;
errorMessage="InvalidAddress/City/State";
}
objCreditCard=newCreditCard（cardType,cardNumber,cardExpDate）;
if（objCreditCard.isValid（）==false）{
validData=false;
errorMessage="InvalidCreditCardInfo";
}
if（!
validData）{
System.out.println（errorMessage）;
returnfalse;
}
if（objAddress.save（）&&objAccount.save（）&&objCreditCard.save（））{
returntrue;
}else{
returnfalse;
}
}
}
CustomerFacade类以saveCustomData方法的形式提供了业务层次上的服务。
客户AccountManager不是直接和子系统的每一个组件交互，而是使用了由CustomFacade对象提供的验证和保存客户数据的更高层次、更简单的接口（Figure7）.
Figure7:
ClassAssociationwiththeFa?
adeClassinPlace。
在新的设计中，为了验证和保存客户数据，客户需要：
（1）建立或获得外观对象CustomFacade的一个实例。
（2）传递数据给CustomFacade实例进行验证和保存。
（3）调用CustomFacade实例上的saveCustomData方法。
CustomFacade处理创建子系统中必要的对象并且调用这些对象上相应的验证、保存客户数据的方法这些细节问题。
客户不再需要直接访问任何的子系统中的对象。
Figure8展示了新的设计的消息流图：
Figure22.8:
IntheRevisedDesign,ClientsInteractwiththeFa?
adeInstancetoInterfacewiththeSubsystem
重要提示：
下面是应用外观模式的注意事项：
（1）在设计外观时，不需要增加额外的功能。
（2）不要从外观方法中返回子系统中的组件给客户。
例如：
有一个下面的方法：
CreditCardgetCreditCard（）
会暴露子系统的细节给客户。
应用就不能从应用外观模式中取得最大的好处。
（3）应用外观的目的是提供一个高层次的接口。
因此，外观方法最适合提供特定的高层次的业务服务，而不是进行底层次的单独的业务执行。
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