python設計模式-外觀模式

上一篇《python設計模式-適配器模式》介紹瞭如何將一個類的接口轉換成另外一個符合指望的接口。這一篇將要介紹須要一個爲了簡化接口而改變接口的新模式-外觀模式（Facade-Pattern）。

問題

問題：若是你組裝了一套家庭影院，內含播放器、投影機、自動屏幕、立體聲音響、爆米花機等。如何設計一個遙控器，能夠簡單的操做這個系統中的各個組件呢？

首先來看一下最笨方式觀賞電影的步驟：

1. 打開爆米花機
2. 開始爆米花
3. 將燈光調暗
4. 放下屏幕
5. 打開投影儀
6. 將投影機的輸入切換到播放器
7. 將投影及設置在寬屏模式
8. 打開功放
9. 將功放的輸入設置爲播放器
10. 將攻防設置爲環繞立體聲
11. 將攻防音量調到適中
12. 打開播放器
13. 播放電影

寫成類和方法的調用大概是如下的樣子：

# 打開爆米花機，開始爆米花
poper.on()
poper.pop()
# 燈光調暗
lights.dim(10)

# 放下屏幕
screen.down()

# 打開投影儀，設置爲寬屏模式
projector.on()
projector.setInput(dvd)
projector.wideScreenMode()

# 打開功放 設置爲DVD 調整成環繞立體聲模式，音量調到5
amp.on()
amp.setDvd(dvd)
amp.setSurroundSound()
amp.setVolume(5)

# 打開dvd 播放器
dvd.on()
dvd.play(movie)

能夠看到代碼中涉及到6個不一樣的類，並且電影看完後還須要回退，一切都要再反着重來一遍。怎樣簡化一下操做呢？
如今，外觀模式就能夠大展身手了。

使用外觀模式，能夠經過實現一個提供更合理的接口的外觀類，將子系統變得更容易使用。固然，原來的接口還在。

解決方法

先來看一下外觀模式如何運做

1. 這裏爲家庭影院系統建立了一個新的外觀類HomeTheaterFacade，這個類暴露出來幾個簡單的方法，好比watchMovie，endMovie。
2. 這個外觀類將家庭影院的多個組件看做一個子系統，經過調用這個子系統來實現watchMovie方法。
3. 外觀只提供了一個更直接的操做方式，並無將原來的子系統隔離，子系統的功能還能夠使用

注意：

1. 能夠有多個外觀
2. 外觀提供簡化的接口，但不隔離子系統
3. 外觀將實現從子系統中解耦，好比：如今有個子系統的組件須要升級換代，只須要把外觀代碼作相應的修改就能夠實現
4. 外觀和適配器均可以包裝多個類，可是外觀的意圖時簡化接口的調用，而適配器的意圖是將接口轉換成不一樣的接口。

示例

class HomeTheaterFacade(object):

    #先聲明須要用的子組件
    amp = Amplifier()
    tuner = Tuner()
    dvd = DvdPlayer()
    cd = CdPlayer()
    projector = Projector()
    lights = TheaterLights()
    screen = Screen()
    popper = PopcornPopper()
    
    def watchMovie(self, movie):
        # watchMovie 將以前須要手動處理的任務批量處理
        print("Get ready to watch a movie...")
        # 打開爆米花機，開始爆米花
        self.poper.on()
        self.poper.pop()
        # 燈光調暗
        self.lights.dim(10)

        # 放下屏幕
        self.screen.down()

        # 打開投影儀，設置爲寬屏模式
        self.projector.on()
        self.projector.setInput(dvd)
        self.projector.wideScreenMode()

        # 打開功放 設置爲DVD 調整成環繞立體聲模式，音量調到5
        self.amp.on()
        self.amp.setDvd(dvd)
        self.amp.setSurroundSound()
        self.amp.setVolume(5)

        # 打開dvd 播放器
        self.dvd.on()
        self.dvd.play(movie)
    
    def endMovie(self):
        # endMovie 負責關閉一切，由子系統中的組件完成
        print("Shutting movie theater down...")
        self.popper.off()
        self.lights.on()
        self.screen.up()
        self.projector.off()
        self.amp.off()
        self.dvd.stop()
        self.dvd.eject()
        self.dvd.off()

代碼使用

def main():
    home_theater = HomeTheaterFacade() # 實例化外觀
    home_theater.watchMovice() # 使用簡化方法開啓 關閉電影ß
    home_theater.endMovice()

定義

定義：外觀模式提供了一個統一的接口，用來訪問子系統中的一羣接口。外觀定義了一個高層接口，讓子系統更容易使用。

從類圖也能夠了解到，外觀模式的主要意圖是提供一個更簡單易用的接口。

最少知識原則（least Knowledge）

最少知識原則的意思是減小對象之間的交互，只和幾個特定的對象交互。

這個原則是但願在設計中，不要耦合太多的類，以避免修改系統時，會影響到其它部分。

好比：若是想從DVD播放器獲取音響的音量，能夠在Dvd播放器中加入一個方法，用來像音響請求當前音量，而不是先返回音響對象，再從音響對象返回音量。

# 很差的實踐
def get_volume():
    tuner = dvd.tuner()
    return tuner.get_volume
    

# 好的實踐
def get_volume():
    # 這裏要給dvd 對象加一個get_volume方法
    return dvd.get_volume

缺點：雖然這個原則減小了對象之間的依賴，可是也會致使更多的包裝被製造出來（好比上邊例子中，就須要給 dvd 加一個 get_volume方法），這也可能會致使系統更復雜。

再回顧一下外觀模式的例子，會發現外觀模式符合最少知識原則，客戶端只有HomeTheaterFacade這一個交互對象。它的存在讓系統調用變的更簡單，而且若是須要子系統有模塊須要升級，只須要修改HomeTheaterFacade這個類就能夠完成升級。

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本文例子來自《Head First 設計模式》。

最後，感謝女友支持和包容，比❤️

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