Flutter开发实战:外观模式（Facade Pattern）

北漂十三载2023-08-05 11:14

外观模式（Facade Pattern）是一种常见的软件设计模式，属于结构型模式。它提供了一个简化的接口，用于访问复杂子系统中的一组接口。外观模式旨在隐藏系统中的复杂性，使客户端能够更方便地使用系统功能，同时降低了客户端与子系统之间的耦合性。

该模式的核心思想是引入一个外观类（Facade），它包含了对子系统中各个模块的引用，客户端只需通过调用外观类的方法来完成复杂的操作，而不需要直接与子系统的各个模块交互。

基本组成部分：

  1. 外观（Facade）：对外提供简化接口的类，它知道哪些子系统类负责处理请求，将客户端的请求转发给适当的子系统对象处理。

  2. 子系统类（Subsystem）：实现子系统功能的类，处理外观类指派的任务，但是并不知道外观类的存在。

类图：

外观模式的优点：

  1. 简化接口：客户端通过外观类来访问子系统，简化了对子系统的复杂操作。

  2. 解耦合：外观模式将客户端与子系统解耦合，客户端不需要知道子系统的内部实现，降低了客户端与子系统之间的依赖。

3. 提高了系统的可维护性：由于客户端直接调用外观类而非子系统的类，所以系统的内部结构可以自由修改，不会影响客户端的代码。

外观模式的使用场景：

  • 当一个系统有多个子系统，而客户端只需要与这些子系统进行简单的交互时，可以使用外观模式来封装复杂的子系统调用。
  • 当需要将子系统进行分层，通过外观模式提供简单的接口，使得每一层都只需要与外观类进行交互，而不需要了解其他层的细节时，也可以使用外观模式。

下面我们就通过两个案例，来一起看一下外观模式（Facade Pattern）怎么运用到Flutter的开发中。

场景一:电影播放系统

模拟一个简单的电影播放系统，该系统由几个子系统组成：认证系统、下载系统和播放系统。外观（Facade）将隐藏这些子系统的复杂性，并提供一个简化的接口。

首先，创建子系统类（Subsystem）：

dart 复制代码 
class AuthenticationService {
  bool authenticate(String username, String password) {
    // 在这里，我们简单地模拟一个认证过程
    return username == 'user' && password == 'password';
  }
}

class DownloadService {
  String download(String movieId) {
    // 在这里，我们简单地模拟一个下载过程
    return 'movie $movieId';
  }
}

class PlayService {
  void play(String movie) {
    print('Playing $movie');
  }
}

然后，创建外观类（Facade）：

dart 复制代码 
class MovieFacade {
  final AuthenticationService authenticationService;
  final DownloadService downloadService;
  final PlayService playService;

  MovieFacade({
    required this.authenticationService,
    required this.downloadService,
    required this.playService,
  });

  void watchMovie(String username, String password, String movieId) {
    bool isAuthenticated = authenticationService.authenticate(username, password);
    if (!isAuthenticated) {
      print('Failed to authenticate user');
      return;
    }

    String movie = downloadService.download(movieId);
    playService.play(movie);
  }
}

最后，我们在main函数中使用MovieFacade来观看一部电影：

dart 复制代码 
void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Facade Pattern Example',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key? key}) : super(key: key);
  @override
  _MyHomePageState createState() => _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  MovieFacade movieFacade = MovieFacade(
    authenticationService: AuthenticationService(),
    downloadService: DownloadService(),
    playService: PlayService(),
  );

  final movieIdController = TextEditingController();

  void watchMovie() {
    final movieId = movieIdController.text;
    movieFacade.watchMovie('user', 'password', movieId);
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: const Text('Facade Pattern Example'),
      ),
      body: Padding(
        padding: const EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          children: <Widget>[
            TextField(
              controller: movieIdController,
              decoration: const InputDecoration(
                hintText: 'Enter movie ID',
              ),
            ),
            const SizedBox(height: 8.0),
            ElevatedButton(
              onPressed: watchMovie,
              child: const Text('Watch Movie'),
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

MovieFacade是我们的外观类，它提供了一个简化的接口：watchMovie。这个接口接收用户名、密码和电影ID，然后调用子系统类来完成用户认证、电影下载和播放电影的任务。用户只需要与外观类交互，而无需知道子系统类的存在。

场景二:购物流程

模拟一个简单的购物流程，该流程由以下几个子系统组成：库存检查系统、支付系统和发货系统。外观（Facade）将隐藏这些子系统的复杂性，并提供一个简化的接口。

首先，创建子系统类（Subsystem）：

dart 复制代码 
class InventoryService {
  bool checkInventory(String productId, int quantity) {
    // 在这里，我们简单地模拟一个库存检查过程
    return true;
  }
}

class PaymentService {
  bool makePayment(double amount) {
    // 在这里，我们简单地模拟一个支付过程
    return true;
  }
}

class ShippingService {
  void shipProduct(String productId, String address) {
    print('Shipping product $productId to $address');
  }
}

然后，创建外观类（Facade）：

dart 复制代码 
class ShoppingFacade {
  final InventoryService inventoryService;
  final PaymentService paymentService;
  final ShippingService shippingService;

  ShoppingFacade({
    required this.inventoryService,
    required this.paymentService,
    required this.shippingService,
  });

  void buyProduct(String productId, int quantity, double amount, String address) {
    bool hasInventory = inventoryService.checkInventory(productId, quantity);
    if (!hasInventory) {
      print('Product $productId is out of stock');
      return;
    }

    bool paymentSuccessful = paymentService.makePayment(amount);
    if (!paymentSuccessful) {
      print('Payment failed');
      return;
    }

    shippingService.shipProduct(productId, address);
  }
}

最后，在main函数中使用ShoppingFacade来购买一个产品：

dart 复制代码 
void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Facade Pattern Example',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  @override
  _MyHomePageState createState() => _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  final ShoppingFacade shoppingFacade = ShoppingFacade(
    inventoryService: InventoryService(),
    paymentService: PaymentService(),
    shippingService: ShippingService(),
  );

  final productIdController = TextEditingController();
  final quantityController = TextEditingController();
  final amountController = TextEditingController();
  final addressController = TextEditingController();

  void buyProduct() {
    final productId = productIdController.text;
    final quantity = int.parse(quantityController.text);
    final amount = double.parse(amountController.text);
    final address = addressController.text;

    shoppingFacade.buyProduct(productId, quantity, amount, address);
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: const Text('Facade Pattern Example'),
      ),
      body: Padding(
        padding: const EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          children: <Widget>[
            TextField(
              controller: productIdController,
              decoration: const InputDecoration(
                hintText: 'Enter product ID',
              ),
            ),
            TextField(
              controller: quantityController,
              decoration: const InputDecoration(
                hintText: 'Enter quantity',
              ),
              keyboardType: TextInputType.number,
            ),
            TextField(
              controller: amountController,
              decoration: const InputDecoration(
                hintText: 'Enter amount',
              ),
              keyboardType: TextInputType.number,
            ),
            TextField(
              controller: addressController,
              decoration: const InputDecoration(
                hintText: 'Enter address',
              ),
            ),
            const SizedBox(height: 8.0),
            ElevatedButton(
              onPressed: buyProduct,
              child: const Text('Buy Product'),
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

ShoppingFacade是外观类，它提供了一个简化的接口：buyProduct。这个接口接收产品ID、数量、金额和地址，然后调用子系统类来完成库存检查、支付和发货的任务。用户只需要与外观类交互，而无需知道子系统类的存在。

总结

在软件开发中，设计模式是用于解决一类常见问题的可重用解决方案。外观模式（Facade Pattern）是其中之一，它提供了一个统一的接口来访问一个子系统的一组接口。这种模式创建了一个定义了多个方法的类，这些方法对客户端隐藏了内部子系统的复杂性。这种模式主要用于解决大型软件系统中高度耦合的问题，它可以简化客户端与子系统之间的交互。

在Flutter开发中，外观模式也有广泛的应用。在这篇文章中，我们通过两个实战案例来探讨了如何在Flutter中使用外观模式。

电影播放系统

模拟了一个电影播放系统，该系统由几个子系统组成：认证系统、下载系统和播放系统。创建了一个外观类 MovieFacade，它对外提供了一个简化的接口 watchMovie，该接口接收用户名、密码和电影ID，然后调用子系统类来完成用户认证、电影下载和播放电影的任务。通过这种方式，隐藏了子系统的复杂性，并为用户提供了一个简单的接口。

购物流程

模拟了一个购物流程，该流程由以下几个子系统组成：库存检查系统、支付系统和发货系统。创建了一个外观类 ShoppingFacade，它对外提供了一个简化的接口 buyProduct，该接口接收产品ID、数量、金额和地址，然后调用子系统类来完成库存检查、支付和发货的任务。同样，隐藏了子系统的复杂性，并为用户提供了一个简单的接口。

结论

以上两个案例都展示了在Flutter中如何使用外观模式。在这两个案例中，外观模式都为我们隐藏了子系统的复杂性，并提供了一个简化的接口。这样一来，就可以通过调用一个方法就能完成一系列复杂的操作，而无需关心这些操作的具体实现。

在实际的项目开发中，外观模式是一种非常有用的设计模式，它可以帮助我们创建更清晰、更简洁的代码，提高代码的可读性和可维护性。

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