[Design Patterns] 02. Structural Patterns - Facade Pattern

前言

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参考资源

史上最全设计模式导学目录（完整版）

只把常用的五星的掌握即可。

　　

外观模式-Facade Pattern【学习难度：★☆☆☆☆，使用频率：★★★★★】

深入浅出外观模式（一）：外观模式概述，外观模式结构与实现

深入浅出外观模式（二）：外观模式应用实例（文件加密模块）

深入浅出外观模式（三）：抽象外观类，外观模式效果与适用场景

系统越来越复杂，但不想让客户看到，对外仍然体现出“简洁”。

教学

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一、基本原理

提供了一名“服务员”统一办理这些歌事情。

二、类图

类关系表示

类关系参见: https://www.cnblogs.com/jesse123/p/4279555.html

• Association:
  

将一个类的对象作为另一个类的属性；

• 菱形尾巴 + Association:
  

[Aggregation]：集合体，但也只是集合，弱关系　----> has-a，老师和学生的关系，学生可以属于多位老师；

[Composition]：组合体，必不可少部分，强关系　----> contain-a，皇帝和妃子的关系，妃子只能属于一位皇帝；

• 实虚结合 + 三角 (类) 箭头:
  

[Generalization]：实现继承；

[Realization]：实现接口；

• 虚化的 Association:　　
  

[Dependency]：仅使用了对方的 “方法”；

Aggregation 与 Composition

要点：

如果是“必要的”，那么就需要在类内“create”了呢。

如果只是“弱弱地使用”，那么“部分“ 可以在外部创建，再以参数形式传入 "整体” 使用。

三、外观模式

外观模式 UML

外观模式 Code

要点：虽然使用了其他类（SubSystem），但属于“类的属性”，并不是在方法内。

class SubSystemA
{
    public void MethodA()
    {
        //业务实现代码
    }
}

class SubSystemB
{
    public void MethodB()
    {
        //业务实现代码
     }
}

class SubSystemC
{
    public void MethodC()
    {
        //业务实现代码
    }
}

class Facade
{
    # 类只是作为了属性，所以属于 Association
    private SubSystemA obj1 = new SubSystemA();
    private SubSystemB obj2 = new SubSystemB();
    private SubSystemC obj3 = new SubSystemC();

    public void Method()
    {
        obj1.MethodA();
        obj2.MethodB();
        obj3.MethodC();
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Facade facade = new Facade();
        facade.Method();
    }
}

Facade Pattern in Python

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一、虚基类

abc.ABCMeta 是一个metaclass，用于在Python程序中创建抽象基类。

@abstractmethod 装饰器：其实就是模仿“虚函数”。

详见：[Advanced Python] 15 - Metaclass for ORM

class Server(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod
    def __init__(self):
        pass

    def __str__(self):
        return self.name

    @abstractmethod
    def boot(self):
        pass

    @abstractmethod
    def kill(self, restart=True):
        pass

钩子类，实际操作的细节实现。

class FileServer(Server):

    def __init__(self):
        '''初始化文件服务进程要求的操作'''
        self.name = 'FileServer'
        self.state = State.new

    def boot(self):
        print('booting the {}'.format(self))
        '''启动文件服务进程要求的操作'''
        self.state = State.running

    def kill(self, restart=True):
        print('Killing {}'.format(self))
        '''杀死文件服务进程要求的操作'''
        self.state = State.restart if restart else State.zombie

    def create_file(self, user, name, permissions):
        '''检查访问权限的有效性、用户权限，等等'''

        print("trying to create the file '{}' for user '{}' with permissions {}".format(name, user, permissions))

class ProcessServer(Server):

    def __init__(self):
        '''初始化进程服务进程要求的操作'''
        self.name = 'ProcessServer'
        self.state = State.new

    def boot(self):
        print('booting the {}'.format(self))
        '''启动进程服务进程要求的操作'''
        self.state = State.running

    def kill(self, restart=True):
        print('Killing {}'.format(self))
        '''杀死进程服务进程要求的操作'''
        self.state = State.restart if restart else State.zombie

    def create_process(self, user, name):
        '''检查用户权限、生成PID，等等'''

        print("trying to create the process '{}' for user '{}'".format(name, user))

在外观类中，初始化的部分，挂上类钩子；对外API函数，调用这些类的函数钩子。

class OperatingSystem:

    '''外观'''

    def __init__(self):
        self.fs = FileServer()
        self.ps = ProcessServer()

    def start(self):
        [i.boot() for i in (self.fs, self.ps)]

    def create_file(self, user, name, permissions):
        return self.fs.create_file(user, name, permissions)

    def create_process(self, user, name):
        return self.ps.create_process(user, name)

def main():
    os = OperatingSystem()
    # 以下都是内部比较繁琐的实现
    os.start()
    os.create_file('foo', 'hello', '-rw-r-r')
    os.create_process('bar', 'ls /tmp')

if __name__ == '__main__':
    main()

End.