Java设计模式之外观模式研究

<script src="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/ui.js" type="text/javascript"> </script>　外观模式（facade pattern）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: client interaction with subsystem classes before applying the facade pattern 　　外观模式（facade pattern）很适用于在上述情况。外观模式（facade pattern）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: client interaction with subsystem classes after applying the facade pattern 　　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 public class account { 　string firstname; 　string lastname; 　final string account_data_file = "accountdata.txt"; 　public account(string fname, string lname) { 　　firstname = fname; 　　lastname = lname; 　} 　public boolean isvalid() { 　　/* 　　let's go with simpler validation 　　here to keep the example simpler. 　　*/ 　　… 　　… 　} 　public boolean save() { 　　fileutil futil = new fileutil(); 　　string dataline = getlastname() + ”," + getfirstname(); 　　return futil.writetofile(account_data_file, dataline,true, true); 　} 　public string getfirstname() { 　　return firstname; 　} 　public string getlastname() { 　　return lastname; 　} } 　　listing2: address class public class address { 　string address; 　string city; 　string state; 　final string address_data_file = "address.txt"; 　public address(string add, string cty, string st) { 　　address = add; 　　city = cty; 　　state = st; 　} 　public boolean isvalid() { 　　/* 　　the address validation algorithm 　　could be complex in real-world 　　applications. 　　let's go with simpler validation 　　here to keep the example simpler. 　　*/ 　　if (getstate().trim().length() < 2) 　　　return false; 　　return true; 　} 　public boolean save() { 　　fileutil futil = new fileutil(); 　　string dataline = getaddress() + ”," + getcity() + ”," + getstate(); 　　return futil.writetofile(address_data_file, dataline,true, true); 　} 　public string getaddress() { 　　return address; 　} 　public string getcity() { 　　return city; 　} 　public string getstate() { 　　return state; 　} } 　　listing3: creditcard class public class creditcard { 　string cardtype; 　string cardnumber; 　string cardexpdate; 　final string cc_data_file = "cc.txt"; 　public creditcard(string cctype, string ccnumber, 　string ccexpdate) { 　　cardtype = cctype; 　　cardnumber = ccnumber; 　　cardexpdate = ccexpdate; 　} 　public boolean isvalid() { 　　/* 　　let's go with simpler validation 　　here to keep the example simpler. 　　*/ 　　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); 　　} 　　return false; 　} 　public boolean save() { 　　fileutil futil = new fileutil(); 　　string dataline = getcardtype() + ,”" + getcardnumber() + ”," + getcardexpdate(); 　　return futil.writetofile(cc_data_file, dataline, true, true); 　} 　public string getcardtype() { 　　return cardtype; 　} 　public string getcardnumber() { 　　return cardnumber; 　} 　public string getcardexpdate() { 　　return cardexpdate; 　} }

 

figure3: subsystem classes to provide the necessary functionality to validate and save the customer data

　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: client accountmanager class

public class accountmanager extends jframe { 　public static final string newline = "/n"; 　public static final string validate_save = "validate & save"; 　… 　… 　public accountmanager() { 　　super(" facade pattern - example "); 　　cmbcardtype = new jcombobox(); 　　cmbcardtype.additem(accountmanager.visa); 　　cmbcardtype.additem(accountmanager.master); 　　cmbcardtype.additem(accountmanager.discover); 　　… 　　… 　　//create buttons 　　jbutton validatesavebutton = new jbutton(accountmanager.validate_save); 　　… 　　… 　} 　public string getfirstname() { 　　return txtfirstname.gettext(); 　} 　… 　… }//end of class accountmanager

　　当客户accountmanage运行的时候，展示的用户接口如下：

 

 

figure4: user interface to enter the customer data

　　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: how a client would normally interact (directly) with subsystem classes to validate and save the customer data

　　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 (figure6 and listing5)。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: facade class to be used by the client in the revised design

　　listing5: customerfacade class

public class customerfacade { 　private string address; 　private string city; 　private string state; 　private string cardtype; 　private string cardnumber; 　private string cardexpdate; 　private string fname; 　private string lname; 　public void setaddress(string inaddress) { 　　address = inaddress; 　} 　public void setcity(string incity) { 　　city = incity; 　} 　public void setstate(string instate) { 　　state = instate; 　} 　public void setfname(string infname) { 　　fname = infname; 　} 　public void setlname(string inlname) { 　　lname = inlname; 　} 　public void setcardtype(string incardtype) { 　　cardtype = incardtype; 　} 　public void setcardnumber(string incardnumber) { 　　cardnumber = incardnumber; 　} 　public void setcardexpdate(string incardexpdate) { 　　cardexpdate = incardexpdate; 　} 　public boolean savecustomerdata() { 　　address objaddress; 　　account objaccount; 　　creditcard objcreditcard; 　　/* 　　　client is transparent from the following 　　　set of subsystem related operations. 　　*/ 　　boolean validdata = true; 　　string errormessage = ""; 　　objaccount = new account(fname, lname); 　　if (objaccount.isvalid() == false) { 　　　validdata = false; 　　　errormessage = "invalid firstname/lastname"; 　　} 　　objaddress = new address(address, city, state); 　　if (objaddress.isvalid() == false) { 　　　validdata = false; 　　　errormessage = "invalid address/city/state"; 　　} 　　objcreditcard = new creditcard(cardtype, cardnumber, cardexpdate); 　　if (objcreditcard.isvalid() == false) { 　　　validdata = false; 　　　errormessage = "invalid creditcard info"; 　　} 　　if (!validdata) { 　　　system.out.println(errormessage); 　　　return false; 　　} 　　if (objaddress.save() && objaccount.save() && objcreditcard.save()) { 　　　return true; 　　} else { 　　　return false; 　　} 　} }

　　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: class association with the fa?ade class in place 。

　　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：

figure 22.8: in the revised design, clients interact with the fa?ade instance to interface with the subsystem

　　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：

　　creditcard getcreditcard()

　　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。>