外观模式定义

外观模式（Facade Pattern）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。

外观模式允许我们让客户和子系统之间避免紧耦合，它遵守“最少知识”原则。这个原则希望我们在设计中，不要让太多的类耦合在一起，免得修改系统中一部分，会影响到其他部分。如果许多类之间相互依赖，那么这个系统就会变成一个易碎的系统，它需要花许多成本维护，也会因为太复杂而不容易被其他人了解。

外观模式对客户屏蔽子系统组件，减少了客户处理的对象数目，使得子系统使用起来更加容易。

外观模式结构图

图中：

Facade表示外观角色，客户端可以调用这个方法，此角色知道相关的（一个或多个）子系统的功能和责任，在正常情况下，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；
Subsystem表示子系统角色，一个系统可以同时有一个或多个子系统，每一个子系统都不是一个单独的类，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任务，子系统并不知道外观的存在，对于子系统而言，外观仅仅是另外一个客户端而已。

外观模式实例——文件加密

实例说明

某系统需要提供一个文件加密模块，加密流程包括三个操作，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件。读取文件和保存文件使用流来实现，这三个操作相对独立，其业务代码封装在三个不同的类中。现在需要提供一个统一的加密外观类，用户可以直接使用该加密外观类完成文件的读取、加密和保存三个操作，而不需要与每一个类进行交互，使用外观模式设计该加密模块，要求编程模拟实现。

实例类图

实例类图中与外观模式结构图对应的类主要有：

EncryptFacade充当外观类；
FileReader、CipherMachine和FileWriter充当子系统类。

实例代码

EncryptFacade.java:

//加密外观类：外观类
class EncryptFacade
{
	private FileReader reader;
	private CipherMachine cipher;
	private FileWriter writer;
	
	public EncryptFacade()
	{
		reader = new FileReader();
		cipher = new CipherMachine();
		writer = new FileWriter();
	}
	
	public void fileEncrypt(String fileNameSrc, String fileNameDes)
	{
		String plainStr = reader.read(fileNameSrc);
		String encryptStr = cipher.encrypt(plainStr);
		writer.write(encryptStr,fileNameDes);
	}
}

FileReader.java:

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

//文件读取类：子系统类
class FileReader
{
	public String read(String fileNameSrc)
	{
		System.out.println("读取文件，获取明文。");
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		try{
			FileInputStream inFS=new FileInputStream(fileNameSrc);		
			int data;
    		while((data=inFS.read())!=-1)
    		{
    			sb = sb.append((char)data);
    		}
     		inFS.close();
		}
		catch(FileNotFoundException e)
		{
			System.out.println("文件不存在！");
		}
		catch(IOException e)
		{
			System.out.println("文件操作错误！");
		}
		return sb.toString();
	}
}

CipherMachine.java:

//数据加密类：子系统类
class CipherMachine
{
	public String encrypt(String plainText)
	{
		System.out.println("数据加密，将明文转换为密文。");
		String es="";
		for(int i=0;i<plainText.length();i++)
		{
			String c=String.valueOf(plainText.charAt(i)%7);
			es+=c;
		}
		return es;
	}
}

FileWriter.java:

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

//文件保存类：子系统类
class FileWriter
{
	public void write(String encryptStr,String fileNameDes)
	{
		System.out.println("保存密文，写入文件。");
		try{
     		FileOutputStream outFS = new FileOutputStream(fileNameDes);
      		outFS.write(encryptStr.getBytes());
      		outFS.close();
		}	
		catch(FileNotFoundException e)
		{
			System.out.println("文件不存在！");
		}
		catch(IOException e)
		{
			System.out.println("文件操作错误！");
		}		
	}
}

Client.java:

//客户端测试类
class Client
{
	public static void main(String args[])
	{
		EncryptFacade ef = new EncryptFacade();
		ef.fileEncrypt("src/src.txt","src/des.txt");
	}
}

运行结果

Console输出：

src.txt和des.txt文件中的内容为：

附加描述

在本实例中，对src文件夹下的文件src.txt中的数据进行加密，该文件的内容为“Hello world!”，加密之后将密文保存到src文件夹下的另一个文件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，可以由用户自行设置）后取余数作为密文。

后话

Facade模式的思想简单，但是用处甚广。

小默的博客

设计模式学习（七）——外观模式