C#设计模式(12)——享元模式
一、概念
外观模式提供了一个统一的接口,用来访问子系统中的一群接口。外观定义了一个高层接口,让子系统更容易使用。使用外观模式时,我们创建了一个统一的类,用来包装子系统中一个或多个复杂的类,客户端可以直接通过外观类来调用内部子系统中方法,从而外观模式让客户和子系统之间避免了紧耦合。
二、示意图
三、外观模式的实现
介绍了外观模式的定义之后,让我们具体看看外观模式的由来以及实现,下面与学校中一个选课系统为例来解释外观模式,例如在选课系统中,有注册课程子系统和通知子系统,在不使用外观模式的情况下,客户端必须同时保存注册课程子系统和通知子系统两个引用,如果后期这两个子系统发生改变时,此时客户端的调用代码也要随之改变,这样就没有很好的可扩展性,下面看看不使用外观模式下选课系统的实现方式和客户端调用代码:
/// <summary>
/// 不使用外观模式的情况
/// 此时客户端与三个子系统都发送了耦合,使得客户端程序依赖与子系统
/// 为了解决这样的问题,我们可以使用外观模式来为所有子系统设计一个统一的接口
/// 客户端只需要调用外观类中的方法就可以了,简化了客户端的操作
/// 从而让客户和子系统之间避免了紧耦合
/// </summary>
class Client
{
static void Main(string[] args)
{
SubSystemA a = new SubSystemA();
SubSystemB b = new SubSystemB();
SubSystemC c = new SubSystemC();
a.MethodA();
b.MethodB();
c.MethodC();
Console.Read();
}
} // 子系统A
public class SubSystemA
{
public void MethodA()
{
Console.WriteLine("执行子系统A中的方法A");
}
} // 子系统B
public class SubSystemB
{
public void MethodB()
{
Console.WriteLine("执行子系统B中的方法B");
}
} // 子系统C
public class SubSystemC
{
public void MethodC()
{
Console.WriteLine("执行子系统C中的方法C");
}
}
然而外观模式可以解决我们上面所说的问题,下面具体看看使用外观模式的实现:
/// <summary>
/// 以学生选课系统为例子演示外观模式的使用
/// 学生选课模块包括功能有:
/// 验证选课的人数是否已满
/// 通知用户课程选择成功与否
/// 客户端代码
/// </summary>
class Student
{
private static RegistrationFacade facade = new RegistrationFacade(); static void Main(string[] args)
{
if (facade.RegisterCourse("设计模式", "Learning Hard"))
{
Console.WriteLine("选课成功");
}
else
{
Console.WriteLine("选课失败");
} Console.Read();
}
} // 外观类
public class RegistrationFacade
{
private RegisterCourse registerCourse;
private NotifyStudent notifyStu;
public RegistrationFacade()
{
registerCourse = new RegisterCourse();
notifyStu = new NotifyStudent();
} public bool RegisterCourse(string courseName, string studentName)
{
if (!registerCourse.CheckAvailable(courseName))
{
return false;
} return notifyStu.Notify(studentName);
}
} #region 子系统
// 相当于子系统A
public class RegisterCourse
{
public bool CheckAvailable(string courseName)
{
Console.WriteLine("正在验证课程 {0}是否人数已满", courseName);
return true;
}
} // 相当于子系统B
public class NotifyStudent
{
public bool Notify(string studentName)
{
Console.WriteLine("正在向{0}发生通知", studentName);
return true;
}
}
#endregion
使用了外观模式之后,客户端只依赖与外观类,从而将客户端与子系统的依赖解耦了,如果子系统发生改变,此时客户端的代码并不需要去改变。外观模式的实现核心主要是——由外观类去保存各个子系统的引用,实现由一个统一的外观类去包装多个子系统类,然而客户端只需要引用这个外观类,然后由外观类来调用各个子系统中的方法。然而这样的实现方式非常类似适配器模式,然而外观模式与适配器模式不同的是:适配器模式是将一个对象包装起来以改变其接口,而外观是将一群对象 ”包装“起来以简化其接口。它们的意图是不一样的,适配器是将接口转换为不同接口,而外观模式是提供一个统一的接口来简化接口。
四、外观模式的优缺点
优点:
- 外观模式对客户屏蔽了子系统组件,从而简化了接口,减少了客户处理的对象数目并使子系统的使用更加简单。
- 外观模式实现了子系统与客户之间的松耦合关系,而子系统内部的功能组件是紧耦合的。松耦合使得子系统的组件变化不会影响到它的客户。
缺点:
- 如果增加新的子系统可能需要修改外观类或客户端的源代码,这样就违背了”开——闭原则“(不过这点也是不可避免)。
五、使用场景
在以下情况下可以考虑使用外观模式:
- 外一个复杂的子系统提供一个简单的接口
- 提供子系统的独立性
- 在层次化结构中,可以使用外观模式定义系统中每一层的入口。其中三层架构就是这样的一个例子。
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