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.NET设计模式(12):外观模式(Façade Pattern)(转)

时间:2015-03-07 15:34:10      阅读:244      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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概述

在软件开发系统中,客户程序经常会与复杂系统的内部子系统之间产生耦合,而导致客户程序随着子系统的变化而变化。那么如何简化客户程序与子系统之间的交互接口?如何将复杂系统的内部子系统与客户程序之间的依赖解耦?这就是要说的Façade 模式。


意图

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,Facade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。[GOF 《设计模式》]

示意图

门面模式没有一个一般化的类图描述,下面是一个示意性的对象图:

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1 Façade模式示意性对象图

生活中的例子

外观模式为子系统中的接口定义了一个统一的更高层次的界面,以便于使用。当消费者按照目录采购时,则体现了一个外观模式。消费者拨打一个号码与客服代表联系,客服代表则扮演了这个"外观",他包含了与订货部、收银部和送货部的接口。

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2使用电话订货例子的外观模式对象图

 

Facade模式解说

我们平时的开发中其实已经不知不觉的在用Façade模式,现在来考虑这样一个抵押系统,当有一个客户来时,有如下几件事情需要确认:到银行子系统查询他是否有足够多的存款,到信用子系统查询他是否有良好的信用,到贷款子系统查询他有无贷款劣迹。只有这三个子系统都通过时才可进行抵押。我们先不考虑Façade模式,那么客户程序就要直接访问这些子系统,分别进行判断。类结构图下:

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3

在这个程序中,我们首先要有一个顾客类,它是一个纯数据类,并无任何操作,示意代码:

 

 

 

 

技术分享//顾客类
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public class Customer
技术分享
{
技术分享    
private string _name;
技术分享
技术分享    
public Customer(string name)
技术分享    
{
技术分享        
this._name = name;
技术分享    }

技术分享
技术分享    
public string Name
技术分享    
{
技术分享        
get return _name; }
技术分享    }

技术分享}


下面这三个类均是子系统类,示意代码:

 

技术分享//银行子系统
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public class Bank
技术分享
{
技术分享    
public bool HasSufficientSavings(Customer c, int amount)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"Check bank for " + c.Name);
技术分享        
return true;
技术分享    }

技术分享}

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技术分享
//信用子系统
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public class Credit
技术分享
{
技术分享    
public bool HasGoodCredit(Customer c)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"Check credit for " + c.Name);
技术分享        
return true;
技术分享    }

技术分享}

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//贷款子系统
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public class Loan
技术分享
{
技术分享    
public bool HasNoBadLoans(Customer c)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"Check loans for " + c.Name);
技术分享        
return true;
技术分享    }

技术分享}


来看客户程序的调用:

 

技术分享//客户程序
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public class MainApp
技术分享
{
技术分享    
private const int _amount = 12000;
技术分享
技术分享    
public static void Main()
技术分享    
{
技术分享        Bank bank 
= new Bank();
技术分享        Loan loan 
= new Loan();
技术分享        Credit credit 
= new Credit();
技术分享
技术分享        Customer customer 
= new Customer("Ann McKinsey");
技术分享
技术分享        
bool eligible = true;
技术分享
技术分享        
if (!bank.HasSufficientSavings(customer, _amount))
技术分享        
{
技术分享            eligible 
= false;
技术分享        }

技术分享        
else if (!loan.HasNoBadLoans(customer))
技术分享        
{
技术分享            eligible 
= false;
技术分享        }

技术分享        
else if (!credit.HasGoodCredit(customer))
技术分享        
{
技术分享            eligible 
= false;
技术分享        }

技术分享
技术分享        Console.WriteLine(
"\n" + customer.Name + " has been " + (eligible ? "Approved" : "Rejected"));
技术分享        Console.ReadLine();
技术分享    }

技术分享}


可以看到,在不用Façade模式的情况下,客户程序与三个子系统都发生了耦合,这种耦合使得客户程序依赖于子系统,当子系统变化时,客户程序也将面临很多变化的挑战。一个合情合理的设计就是为这些子系统创建一个统一的接口,这个接口简化了客户程序的判断操作。看一下引入Façade模式后的类结构图:

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4

门面类Mortage的实现如下:

 

技术分享//外观类
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public class Mortgage
技术分享
{
技术分享    
private Bank bank = new Bank();
技术分享    
private Loan loan = new Loan();
技术分享    
private Credit credit = new Credit();
技术分享
技术分享    
public bool IsEligible(Customer cust, int amount)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"{0} applies for {1:C} loan\n",
技术分享          cust.Name, amount);
技术分享
技术分享        
bool eligible = true;
技术分享
技术分享        
if (!bank.HasSufficientSavings(cust, amount))
技术分享        
{
技术分享            eligible 
= false;
技术分享        }

技术分享        
else if (!loan.HasNoBadLoans(cust))
技术分享        
{
技术分享            eligible 
= false;
技术分享        }

技术分享        
else if (!credit.HasGoodCredit(cust))
技术分享        
{
技术分享            eligible 
= false;
技术分享        }

技术分享
技术分享        
return eligible;
技术分享    }

技术分享}


顾客类和子系统类的实现仍然如下:

 

技术分享//银行子系统
技术分享
public class Bank
技术分享
{
技术分享    
public bool HasSufficientSavings(Customer c, int amount)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"Check bank for " + c.Name);
技术分享        
return true;
技术分享    }

技术分享}

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//信用证子系统
技术分享
public class Credit
技术分享
{
技术分享    
public bool HasGoodCredit(Customer c)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"Check credit for " + c.Name);
技术分享        
return true;
技术分享    }

技术分享}

技术分享
技术分享
//贷款子系统
技术分享
public class Loan
技术分享
{
技术分享    
public bool HasNoBadLoans(Customer c)
技术分享    
{
技术分享        Console.WriteLine(
"Check loans for " + c.Name);
技术分享        
return true;
技术分享    }

技术分享}

技术分享
技术分享
//顾客类
技术分享
public class Customer
技术分享
{
技术分享    
private string name;
技术分享
技术分享    
public Customer(string name)
技术分享    
{
技术分享        
this.name = name;
技术分享    }

技术分享
技术分享    
public string Name
技术分享    
{
技术分享        
get return name; }
技术分享    }

技术分享}


而此时客户程序的实现:

 

技术分享//客户程序类
技术分享
public class MainApp
技术分享
{
技术分享    
public static void Main()
技术分享    
{
技术分享        
//外观
技术分享
        Mortgage mortgage = new Mortgage();
技术分享
技术分享        Customer customer 
= new Customer("Ann McKinsey");
技术分享        
bool eligable = mortgage.IsEligible(customer, 125000);
技术分享
技术分享        Console.WriteLine(
"\n" + customer.Name +
技术分享            
" has been " + (eligable ? "Approved" : "Rejected")); 
技术分享        Console.ReadLine();
技术分享    }

技术分享}


可以看到引入Façade模式后,客户程序只与Mortgage发生依赖,也就是Mortgage屏蔽了子系统之间的复杂的操作,达到了解耦内部子系统与客户程序之间的依赖。

.NET架构中的Façade模式

Façade模式在实际开发中最多的运用当属开发N层架构的应用程序了,一个典型的N层结构如下:

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5

在这个架构中,总共分为四个逻辑层,分别为:用户层UI,业务外观层Business Façade,业务规则层Business Rule,数据访问层Data Access。其中Business Façade层的职责如下:

l         从“用户”层接收用户输入

l         如果请求需要对数据进行只读访问,则可能使用“数据访问”层

l         将请求传递到“业务规则”层

l         将响应从“业务规则”层返回到“用户”层

l         在对“业务规则”层的调用之间维护临时状态

对这一架构最好的体现就是Duwamish示例了。在该应用程序中,有部分操作只是简单的从数据库根据条件提取数据,不需要经过任何处理,而直接将数据显示到网页上,比如查询某类别的图书列表。而另外一些操作,比如计算定单中图书的总价并根据顾客的级别计算回扣等等,这部分往往有许多不同的功能的类,操作起来也比较复杂。如果采用传统的三层结构,这些商业逻辑一般是会放在中间层,那么对内部的这些大量种类繁多,使用方法也各异的不同的类的调用任务,就完全落到了表示层。这样势必会增加表示层的代码量,将表示层的任务复杂化,和表示层只负责接受用户的输入并返回结果的任务不太相称,并增加了层与层之间的耦合程度。于是就引入了一个Façade层,让这个Facade来负责管理系统内部类的调用,并为表示层提供了一个单一而简单的接口。看一下Duwamish结构图:

技术分享

6

从图中可以看到,UI将请求发送给业务外观层,业务外观层对请求进行初步的处理,判断是否需要调用业务规则层,还是直接调用数据访问层获取数据。最后由数据访问层访问数据库并按照来时的步骤返回结果到UI层,来看具体的代码实现。

在获取商品目录的时候,Web UI调用业务外观层:

 

 

 

技术分享productSystem = new ProductSystem();
技术分享categorySet   
= productSystem.GetCategories(categoryID);


业务外观层直接调用了数据访问层:

 

技术分享public CategoryData GetCategories(int categoryId)
技术分享
{
技术分享    
//
技术分享    
// Check preconditions
技术分享    
//
技术分享
    ApplicationAssert.CheckCondition(categoryId >= 0,"Invalid Category Id",ApplicationAssert.LineNumber);
技术分享    
//
技术分享    
// Retrieve the data
技术分享    
//
技术分享
    using (Categories accessCategories = new Categories())
技术分享    
{
技术分享        
return accessCategories.GetCategories(categoryId);
技术分享    }

技术分享    
技术分享}


在添加订单时,UI调用业务外观层:

 

技术分享public void AddOrder()
技术分享
{
技术分享    ApplicationAssert.CheckCondition(cartOrderData 
!= null"Order requires data", ApplicationAssert.LineNumber);
技术分享
技术分享    
//Write trace log.
技术分享
    ApplicationLog.WriteTrace("Duwamish7.Web.Cart.AddOrder:\r\nCustomerId: " +
技术分享                                cartOrderData.Tables[OrderData.CUSTOMER_TABLE].Rows[
0][OrderData.PKID_FIELD].ToString());
技术分享    cartOrderData 
= (new OrderSystem()).AddOrder(cartOrderData);
技术分享}


业务外观层调用业务规则层:

 

技术分享public OrderData AddOrder(OrderData order)
技术分享
{
技术分享    
//
技术分享    
// Check preconditions
技术分享    
//
技术分享
    ApplicationAssert.CheckCondition(order != null"Order is required", ApplicationAssert.LineNumber);
技术分享    
技术分享    (
new BusinessRules.Order()).InsertOrder(order);
技术分享    
return order;
技术分享}


业务规则层进行复杂的逻辑处理后,再调用数据访问层:

技术分享public bool InsertOrder(OrderData order)
技术分享
{    
技术分享    
//
技术分享    
// Assume it‘s good
技术分享    
//
技术分享
    bool isValid = true;
技术分享    
//            
技术分享    
// Validate order summary
技术分享    
//
技术分享
    DataRow summaryRow = order.Tables[OrderData.ORDER_SUMMARY_TABLE].Rows[0];
技术分享    
技术分享    summaryRow.ClearErrors();
技术分享
技术分享    
if (CalculateShipping(order) != (Decimal)(summaryRow[OrderData.SHIPPING_HANDLING_FIELD]))
技术分享    
{
技术分享        summaryRow.SetColumnError(OrderData.SHIPPING_HANDLING_FIELD, OrderData.INVALID_FIELD);
技术分享        isValid 
= false;
技术分享    }

技术分享
技术分享    
if (CalculateTax(order) != (Decimal)(summaryRow[OrderData.TAX_FIELD]))
技术分享    
{
技术分享        summaryRow.SetColumnError(OrderData.TAX_FIELD, OrderData.INVALID_FIELD);
技术分享        isValid 
= false;
技术分享    }

技术分享    
//    
技术分享    
// Validate shipping info
技术分享    
//
技术分享
    isValid &= IsValidField(order, OrderData.SHIPPING_ADDRESS_TABLE, OrderData.SHIP_TO_NAME_FIELD, 40);
技术分享    
//
技术分享    
// Validate payment info 
技术分享    
//
技术分享
    DataRow paymentRow = order.Tables[OrderData.PAYMENT_TABLE].Rows[0];
技术分享    
技术分享    paymentRow.ClearErrors();
技术分享    
技术分享    isValid 
&= IsValidField(paymentRow, OrderData.CREDIT_CARD_TYPE_FIELD, 40);
技术分享    isValid 
&= IsValidField(paymentRow, OrderData.CREDIT_CARD_NUMBER_FIELD,  32);
技术分享    isValid 
&= IsValidField(paymentRow, OrderData.EXPIRATION_DATE_FIELD, 30);
技术分享    isValid 
&= IsValidField(paymentRow, OrderData.NAME_ON_CARD_FIELD, 40);
技术分享    isValid 
&= IsValidField(paymentRow, OrderData.BILLING_ADDRESS_FIELD, 255);
技术分享    
//
技术分享    
// Validate the order items and recalculate the subtotal
技术分享    
//
技术分享
    DataRowCollection itemRows = order.Tables[OrderData.ORDER_ITEMS_TABLE].Rows;
技术分享    
技术分享    Decimal subTotal 
= 0;
技术分享    
技术分享    
foreach (DataRow itemRow in itemRows)
技术分享    
{
技术分享        itemRow.ClearErrors();
技术分享        
技术分享        subTotal 
+= (Decimal)(itemRow[OrderData.EXTENDED_FIELD]);
技术分享        
技术分享        
if ((Decimal)(itemRow[OrderData.PRICE_FIELD]) <= 0)
技术分享        
{
技术分享            itemRow.SetColumnError(OrderData.PRICE_FIELD, OrderData.INVALID_FIELD);
技术分享            isValid 
= false;
技术分享        }

技术分享
技术分享        
if ((short)(itemRow[OrderData.QUANTITY_FIELD]) <= 0)
技术分享        
{
技术分享            itemRow.SetColumnError(OrderData.QUANTITY_FIELD, OrderData.INVALID_FIELD);
技术分享            isValid 
= false;
技术分享        }

技术分享    }

技术分享    
//
技术分享    
// Verify the subtotal
技术分享    
//
技术分享
    if (subTotal != (Decimal)(summaryRow[OrderData.SUB_TOTAL_FIELD]))
技术分享    
{
技术分享        summaryRow.SetColumnError(OrderData.SUB_TOTAL_FIELD, OrderData.INVALID_FIELD);
技术分享        isValid 
= false;
技术分享    }

技术分享
技术分享    
if ( isValid )
技术分享    
{
技术分享        
using (DataAccess.Orders ordersDataAccess = new DataAccess.Orders())
技术分享        
{
技术分享            
return (ordersDataAccess.InsertOrderDetail(order)) > 0;
技术分享        }

技术分享    }

技术分享    
else
技术分享        
return false;
技术分享}

[MSDN]

效果及实现要点

1Façade模式对客户屏蔽了子系统组件,因而减少了客户处理的对象的数目并使得子系统使用起来更加方便。

2Façade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往往是紧耦合的。松耦合关系使得子系统的组件变化不会影响到它的客户。

3.如果应用需要,它并不限制它们使用子系统类。因此你可以在系统易用性与通用性之间选择。

适用性

1.为一个复杂子系统提供一个简单接口。

2.提高子系统的独立性。

3.在层次化结构中,可以使用Facade模式定义系统中每一层的入口。

总结

Façade模式注重的是简化接口,它更多的时候是从架构的层次去看整个系统,而并非单个类的层次。

参考资料

Erich Gamma等,《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,机械工业出版社

Robert C.Martin,《敏捷软件开发:原则、模式与实践》,清华大学出版社

阎宏,《Java与模式》,电子工业出版社

Alan Shalloway James R. Trott,《Design Patterns Explained》,中国电力出版社

MSDN WebCast C#面向对象设计模式纵横谈(11)Facade外观模式(结构型模式)

.NET设计模式(12):外观模式(Façade Pattern)(转)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/sandea/p/4320387.html

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