门面设计模式（Facade Pattern）
意图：为复杂的子系统提供一个简化的接口。它旨在减少系统的复杂性，并使客户端更容易与子系统交互。
结构：
- Facade（门面）：提供一个简化的接口，隐藏了内部子系统的复杂性。
- Subsystems（子系统）：这些是复杂的模块或类，它们通过Facade暴露给外界。
优点：
- 简化了客户端的使用，减少了客户端与子系统之间的耦合。
- 提高了系统的可维护性和可扩展性。
- 降低了系统的复杂度，使得系统更容易理解和使用。
缺点：
- 如果门面设计得过于简单或功能有限，可能会限制其灵活性。
- 可能会引入额外的抽象层，增加系统的复杂度。
更详细的实例
假设你正在开发一个电子商务平台，该平台需要处理用户认证、订单管理和支付处理等任务。每个任务都有其自己的复杂API。
// 用户认证服务
class AuthenticationService {public boolean authenticate(String username, String password) {System.out.println("Authenticating user: " + username);return true; // 假设认证成功}
}// 订单管理服务
class OrderService {public void placeOrder(String productId, int quantity) {System.out.println("Placing order for product: " + productId + ", Quantity: " + quantity);}public void cancelOrder(String orderId) {System.out.println("Cancelling order: " + orderId);}public void updateOrderStatus(String orderId, String status) {System.out.println("Updating order status for order: " + orderId + " to " + status);}
}// 支付处理服务
class PaymentService {public void processPayment(String cardNumber, double amount) {System.out.println("Processing payment of $" + amount + " with card: " + cardNumber);}public void refundPayment(String transactionId) {System.out.println("Refunding payment for transaction: " + transactionId);}public void checkPaymentStatus(String transactionId) {System.out.println("Checking payment status for transaction: " + transactionId);}
}// 门面类
class ECommerceFacade {private AuthenticationService authService = new AuthenticationService();private OrderService orderService = new OrderService();private PaymentService paymentService = new PaymentService();public void makePurchase(String username, String password, String productId, int quantity, String cardNumber, double amount) {if (authService.authenticate(username, password)) {orderService.placeOrder(productId, quantity);paymentService.processPayment(cardNumber, amount);System.out.println("Purchase completed successfully.");} else {System.out.println("Authentication failed.");}}public void cancelAndRefund(String username, String password, String orderId, String transactionId) {if (authService.authenticate(username, password)) {orderService.cancelOrder(orderId);paymentService.refundPayment(transactionId);System.out.println("Order cancelled and payment refunded successfully.");} else {System.out.println("Authentication failed.");}}public void updateOrderStatus(String username, String password, String orderId, String status) {if (authService.authenticate(username, password)) {orderService.updateOrderStatus(orderId, status);System.out.println("Order status updated successfully.");} else {System.out.println("Authentication failed.");}}public void checkPayment(String username, String password, String transactionId) {if (authService.authenticate(username, password)) {paymentService.checkPaymentStatus(transactionId);System.out.println("Payment status checked successfully.");} else {System.out.println("Authentication failed.");}}
}// 客户端代码
public class Main {public static void main(String[] args) {ECommerceFacade facade = new ECommerceFacade();// 购买商品facade.makePurchase("user123", "password123", "product456", 2, "1234567890123456", 199.99);// 取消订单并退款facade.cancelAndRefund("user123", "password123", "order789", "transaction101");// 更新订单状态facade.updateOrderStatus("user123", "password123", "order789", "Shipped");// 检查支付状态facade.checkPayment("user123", "password123", "transaction101");}
}在这个例子中，ECommerceFacade提供了四个方法：makePurchase、cancelAndRefund、updateOrderStatus 和 checkPayment，隐藏了用户认证、订单管理和支付处理的复杂细节。
适配器设计模式（Adapter Pattern）
意图：将一个类的接口转换成另一个接口。它通常用于解决现有组件与新系统不兼容的问题，或者整合不同供应商的组件。
结构：
- Target（目标接口）：定义客户端使用的接口。
- Adaptee（被适配者）：已经存在的接口，需要被适配。
- Adapter（适配器）：将Adaptee的接口转换成Target接口。
优点：
- 提高了系统的灵活性和复用性。
- 允许旧系统与新系统无缝集成。
- 实现接口的多态性。
缺点：
- 增加了系统的复杂度，因为引入了额外的适配层。
- 如果适配器设计不当，可能会影响性能。
更详细的实例
假设你有一个旧版的日志记录系统（OldLogger），现在需要与新版的日志管理系统（期望实现NewLoggerInterface接口）集成。
// 旧版日志记录系统
class OldLogger {public void logInfo(String message) {System.out.println("Old Logger: Info - " + message);}public void logError(String message) {System.out.println("Old Logger: Error - " + message);}public void logWarning(String message) {System.out.println("Old Logger: Warning - " + message);}
}// 新版日志接口
interface NewLoggerInterface {void info(String message);void error(String message);void warning(String message);
}// 适配器类
class LoggerAdapter implements NewLoggerInterface {private OldLogger oldLogger;public LoggerAdapter(OldLogger oldLogger) {this.oldLogger = oldLogger;}@Overridepublic void info(String message) {oldLogger.logInfo(message);}@Overridepublic void error(String message) {oldLogger.logError(message);}@Overridepublic void warning(String message) {oldLogger.logWarning(message);}
}// 客户端代码
public class Main {public static void main(String[] args) {OldLogger oldLogger = new OldLogger();LoggerAdapter adapter = new LoggerAdapter(oldLogger);adapter.info("This is an info message.");adapter.error("This is an error message.");adapter.warning("This is a warning message.");}
}在这个例子中，LoggerAdapter实现了NewLoggerInterface接口，并在内部调用了OldLogger的方法。即使旧版日志系统没有直接支持警告日志的功能，我们也可以在适配器中实现这些操作。
复杂情况和最佳实践
复杂情况
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多层次的门面：有时一个系统可能包含多个层次的门面，每个层次都简化了下一层的操作。例如，在大型企业级应用中，可能会有多个门面来分别处理不同的业务领域。
// 高级门面类 class AdvancedECommerceFacade extends ECommerceFacade {public void bulkPurchase(List<Order> orders, String cardNumber, double totalAmount) {authenticateAdmin(); // 需要管理员权限for (Order order : orders) {super.makePurchase(order.getUsername(), order.getPassword(), order.getProductId(), order.getQuantity(), cardNumber, totalAmount / orders.size());}System.out.println("Bulk purchase completed successfully.");}private void authenticateAdmin() {System.out.println("Authenticating as admin...");} } -
多重适配器：当需要适配多个不同的系统时，可以使用多重适配器。每个适配器负责将一个特定的旧系统适配到新的接口。
// 第二个旧版日志记录系统 class AnotherOldLogger {public void writeLog(String level, String message) {System.out.println("Another Old Logger: " + level + " - " + message);} }// 第二个适配器类 class AnotherLoggerAdapter implements NewLoggerInterface {private AnotherOldLogger anotherOldLogger;public AnotherLoggerAdapter(AnotherOldLogger anotherOldLogger) {this.anotherOldLogger = anotherOldLogger;}@Overridepublic void info(String message) {anotherOldLogger.writeLog("INFO", message);}@Overridepublic void error(String message) {anotherOldLogger.writeLog("ERROR", message);}@Overridepublic void warning(String message) {anotherOldLogger.writeLog("WARNING", message);} }
最佳实践
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保持门面简洁：门面应该尽可能简洁，只提供必要的功能。避免让门面变得过于复杂，否则会失去其简化系统的目的。
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灵活的适配器设计：适配器的设计应尽量灵活，允许在未来轻松添加新的适配逻辑。可以通过使用策略模式或工厂模式来增强适配器的灵活性。
// 使用工厂模式创建适配器 interface LoggerFactory {NewLoggerInterface createLogger(); }class OldLoggerFactory implements LoggerFactory {@Overridepublic NewLoggerInterface createLogger() {return new LoggerAdapter(new OldLogger());} }class AnotherOldLoggerFactory implements LoggerFactory {@Overridepublic NewLoggerInterface createLogger() {return new AnotherLoggerAdapter(new AnotherOldLogger());} } -
测试和验证：无论是门面还是适配器，都需要进行充分的测试和验证，以确保它们能够正确地工作，并且不会引入新的问题。
总结
通过上述详细的解释和示例，可以看出：
- 门面设计模式主要用于简化复杂的子系统接口，使得外部与子系统的交互更加简单。适用于需要简化多个模块或库之间的复杂交互场景。
- 适配器设计模式用于解决接口不兼容的问题，使得不同的接口能够协同工作。适用于需要集成旧系统与新系统或不同供应商组件的场景。