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：

1. 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。
2. 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：

1. 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。