深入浅出外观模式Word文件下载.docx
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由图3可知,外观模式包含如下两个角色:
(1)Facade(外观角色):
在客户端可以调用它的方法,在外观角色中可以知道相关的(一个或者多个)子系统的功能和责任;
在正常情况下,它将所有从客户端发来的请求委派到相应的子系统去,传递给相应的子系统对象处理。
(2)SubSystem(子系统角色):
在软件系统中可以有一个或者多个子系统角色,每一个子系统可以不是一个单独的类,而是一个类的集合,它实现子系统的功能;
每一个子系统都可以被客户端直接调用,或者被外观角色调用,它处理由外观类传过来的请求;
子系统并不知道外观的存在,对于子系统而言,外观角色仅仅是另外一个客户端而已。
2.2模式实现
外观模式的主要目的在于降低系统的复杂程度,在面向对象软件系统中,类与类之间的关系越多,不能表示系统设计得越好,反而表示系统中类之间的耦合度太大,这样的系统在维护和修改时都缺乏灵活性,因为一个类的改动会导致多个类发生变化,而外观模式的引入在很大程度上降低了类与类之间的耦合关系。
引入外观模式之后,增加新的子系统或者移除子系统都非常方便,客户类无须进行修改(或者极少的修改),只需要在外观类中增加或移除对子系统的引用即可。
从这一点来说,外观模式在一定程度上并不符合开闭原则,增加新的子系统需要对原有系统进行一定的修改,虽然这个修改工作量不大。
外观模式中所指的子系统是一个广义的概念,它可以是一个类、一个功能模块、系统的一个组成部分或者一个完整的系统。
子系统类通常是一些业务类,实现了一些具体的、独立的业务功能,其典型代码如下:
[csharp]
viewplaincopy
1.class
SubSystemA
2.{
3.
public
void
MethodA()
4.
{
5.
//业务实现代码
6.
}
7.}
8.
9.class
SubSystemB
10.{
11.
MethodB()
12.
13.
14.
15.}
16.
17.class
SubSystemC
18.{
19.
MethodC()
20.
21.
22.
23.}
在引入外观类之后,与子系统业务类之间的交互统一由外观类来完成,在外观类中通常存在如下代码:
Facade
private
obj1
=
new
SubSystemA();
obj2
SubSystemB();
obj3
SubSystemC();
7.
Method()
9.
obj1.MethodA();
10.
obj2.MethodB();
obj3.MethodC();
13.}
由于在外观类中维持了对子系统对象的引用,客户端可以通过外观类来间接调用子系统对象的业务方法,而无须与子系统对象直接交互。
引入外观类后,客户端代码变得非常简单,典型代码如下:
Program
static
Main(string[]
args)
facade
Facade();
facade.Method();
8.}
3.外观模式应用实例
下面通过一个应用实例来进一步学习和理解外观模式。
1.
实例说明
某软件公司欲开发一个可应用于多个软件的文件加密模块,该模块可以对文件中的数据进行加密并将加密之后的数据存储在一个新文件中,具体的流程包括三个部分,分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件,其中,读取文件和保存文件使用流来实现,加密操作通过求模运算实现。
这三个操作相对独立,为了实现代码的独立重用,让设计更符合单一职责原则,这三个操作的业务代码封装在三个不同的类中。
现使用外观模式设计该文件加密模块。
2.
实例类图
通过分析,本实例结构图如图4所示。
图4
文件加密模块结构图
在图4中,EncryptFacade充当外观类,FileReader、CipherMachine和FileWriter充当子系统类。
3.
实例代码
(1)FileReader:
文件读取类,充当子系统类。
1.//FileReader.cs
2.using
System;
3.using
System.Text;
4.using
System.IO;
6.namespace
FacadeSample
7.{
class
FileReader
string
Read(string
fileNameSrc)
Console.Write("
读取文件,获取明文:
"
);
FileStream
fs
null;
StringBuilder
sb
StringBuilder();
15.
try
17.
FileStream(fileNameSrc,
FileMode.Open);
18.
int
data;
while((data
fs.ReadByte())!
-1)
sb.Append((char)data);
23.
fs.Close();
24.
Console.WriteLine(sb.ToString());
25.
26.
catch(FileNotFoundException
e)
27.
28.
Console.WriteLine("
文件不存在!
29.
30.
catch(IOException
31.
32.
文件操作错误!
33.
34.
return
sb.ToString();
35.
36.
37.}
(2)CipherMachine:
数据加密类,充当子系统类。
1.//CipherMachine.cs
5.namespace
6.{
CipherMachine
Encrypt(string
plainText)
数据加密,将明文转换为密文:
es
;
char[]
chars
plainText.ToCharArray();
foreach(char
ch
in
chars)
c
(ch
%
7).ToString();
+=
c;
Console.WriteLine(es);
es;
(3)FileWriter:
文件保存类,充当子系统类。
1.//FileWriter.cs
FileWriter
Write(string
encryptStr,string
fileNameDes)
保存密文,写入文件。
FileStream(fileNameDes,
FileMode.Create);
byte[]
str
Encoding.Default.GetBytes(encryptStr);
fs.Write(str,0,str.Length);
fs.Flush();
Console.WriteLine(e.Message);
33.}
(4)EncryptFacade:
加密外观类,充当外观类。
1.//
EncryptFacade.cs
2.namespace
3.{
EncryptFacade
//维持对其他对象的引用
reader;
cipher;
writer;
EncryptFacade()
reader
FileReader();
cipher
CipherMachine();
writer
FileWriter();
//调用其他对象的业务方法
FileEncrypt(string
fileNameSrc,
plainStr
reader.Read(fileNameSrc);
encryptStr
cipher.Encrypt(plainStr);
writer.Write(encryptStr,
fileNameDes);
26.}
(5)Program:
客户端测试类
1.//Program.cs
4.namespace
5.{
ef
EncryptFacade();
ef.FileEncrypt("
src.txt"
des.txt"
Console.Read();
4.
结果及分析
编译并运行程序,输出结果如下:
Helloworld!
233364062325
在本实例中,对文件src.txt中的数据进行加密,该文件内容为“Helloworld!
”,加密之后将密文保存到另一个文件des.txt中,程序运行后保存在文件中的密文为“233364062325”。
在加密类CipherMachine中,采用求模运算对明文进行加密,将明文中的每一个字符除以一个整数(本例中为7,可以由用户来进行设置)后取余数作为密文。
4.
抽象外观类
在标准的外观模式结构图中,如果需要增加、删除或更换与外观类交互的子系统类,必须修改外观类或客户端的源代码,这将违背开闭原则,因此可以通过引入抽象外观类来对系统进行改进,在一定程度上可以解决该问题。
在引入抽象外观类之后,客户端可以针对抽象外观类进行编程,对于新的业务需求,不需要修改原有外观类,而对应增加一个新的具体外观类,由新的具体外观类来关联新的子系统对象,同时通过修改配置文件来达到不修改任何源代码并更换外观类的目的。
下面通过一个具体实例来学习如何使用抽象外观类:
如果在应用实例“文件加密模块”中需要更换一个加密类,不再使用原有的基于求模运算的加密类CipherMachine,而改为基于移位运算的新加密类NewCipherMachine,其代码如下:
1.using
2.
3.namespace
4.{
NewCipherMachine
key
10;
//设置密钥,移位数为10
temp
Convert.ToInt32(ch);
//小写字母移位
if
>
'
a'
&
<
z'
)
26;
(temp
122)
-=
97)
//大写字母移位
A'
Z'
90)
65)
((char)temp).ToString();
34.}
如果不增加新的外观类,只能通过修改原有外观类EncryptFacade的源代码来实现加密类的更换,将原有的对CipherMachine类型对象的引用改为对NewCipherMachine类型对象的引用,这违背了开闭原则,因此需要通过增加新的外观类来实现对子系统对象引用的改变。
如果增加一个新的外观类NewEncryptFacade来与FileReader类、FileWriter类以及新增加的NewCipherMachine类进行交互,虽然原有系统类库无须做任何修改,但是因为客户端代码中原来针对EncryptFa
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