java设计模式之外观

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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:AccountClasspublicclassAccount{　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:AddressClasspublicclassAddress{　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:CreditCardClasspublicclassCreditCard{　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:ClientAccountManagerClasspublicclassAccountManagerextendsJFrame{　publicstaticfinalStringnewline=" ";　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。CustomerFacadeaddress:Stringcity:Stringstate:StringcardType:StringcardNumber:StringcardExpDate:Stringfname:Stringlname:StringsetAddress(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:FacadeClasstoBeUsedbytheClientintheRevisedDesignListing5:CustomerFacadeClasspublicclassCustomerFacade{　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()会报漏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。