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ファサード デザイン パターン (外観パターンとも呼ばれます) は、主にサブシステム内の一連のインターフェイスに統一された高レベル インターフェイスを提供し、サブシステムを使いやすくするために使用されます。以下は、ファサード デザイン パターンの詳細な紹介です。

1. 定義

ファサード パターンは、複数の複雑なサブシステムに外部インターフェイスを提供し、これらのサブシステムへのアクセスを容易にします。このモードには外部への統一インターフェイスがあり、外部アプリケーションはサブシステムの内部の詳細を気にする必要がないため、アプリケーションの複雑さが大幅に軽減され、保守性が向上します。

2. 動機と目的

• 複雑さを軽減する: サブシステムの複雑さを Facade クラスにカプセル化することで、クライアントはサブシステムの特定の実装を深く理解することなく、単純なインターフェイスを通じてサブシステムを呼び出すことができます。
• 使いやすさの向上: ファサード モードは、クライアントがサブシステムをより簡単に使用できるように、シンプルなインターフェイスを提供します。
• 疎結合: Facade クラスを導入することにより、クライアントとサブシステム間の結合が軽減され、サブシステム内の変更がクライアントに影響を与えなくなります。

3. 構造とクラス図

クラス図:

ファサードモードには主に次の 3 つの役割があります。

• ファサード（見た目の役割） : クライアントはこのロールのメソッドを呼び出すことができます。ファサード クラスは、関連するサブシステムの機能と責任を認識しています。通常の状況では、このロールはクライアントから送信されたすべてのリクエストを対応するサブシステムに委任します。
• サブシステム (サブシステムの役割) : 同時に 1 つ以上のサブシステムが存在できます。各サブシステムは個別のクラスではなく、クラスのコレクションです。各サブシステムは、クライアントまたはアピアランス ロールによって直接呼び出すことができます。サブシステムはアピアランスの存在を知りません。サブシステムにとって、アピアランスは単なるクライアントです。
• クライアント (クライアントの役割): ユーザーは、外観クラスを通じてサブシステムの関数を呼び出します。

4. メリットとデメリット

アドバンテージ

1. システムの複雑さを軽減する: サブシステムにシンプルなインターフェースを提供することで、クライアントがシステムを理解し、使用しやすくなります。
2. システムの柔軟性の向上: サブシステム内で変更が発生した場合、クライアント コードを変更せずに、Facade クラスのみを変更する必要があります。
3. デメテルの法則の遵守: Facade クラスを導入することにより、クライアントとサブシステム間の依存関係が軽減されます。

欠点がある

1. サブシステムの追加またはサブシステムの動作の拡張は、簡単にリスクを引き起こす可能性があります: すべてのリクエストは Facade クラスを通じて転送される必要があるため、Facade クラスが適切に設計されていない場合、新たなリスクが発生する可能性があります。
2. 開閉原理に従わない注: 場合によっては、システムを拡張する必要がある場合、Facade クラスのコードの変更が必要になることがありますが、これはオープンクローズ原則 (つまり、拡張にはオープン、変更にはクローズ) に違反します。

5. 応用シナリオ

• ファサード モードは、システムが外部への単純なインターフェイスを提供する必要がある場合に使用できます。
• ファサード パターンは、システムがサブシステムの複雑さを隠す必要がある場合に使用できます。
• マルチレイヤー システム構造を構築する必要がある場合、Facade オブジェクトを各レイヤーの入り口として使用して、レイヤー呼び出しを簡素化できます。

6. 実装例

ホームシアターシステムでは、ファサードモードを利用することでユーザーの操作を簡素化できます。たとえば、ユーザーは 1 つのリモコン (Facade クラス) を使用するだけで、プロジェクター、スピーカー、DVD プレーヤー、その他のデバイス (サブシステム) を個別に操作することなく制御できます。

// 投影仪接口  
interface Projector {  
    void on();  
    void off();  
    void focus();  
    void wideScreenMode();  
}  
  
// 投影仪实现类  
class SimpleProjector implements Projector {  
    @Override  
    public void on() {  
        System.out.println("Projector is on");  
    }  
  
    @Override  
    public void off() {  
        System.out.println("Projector is off");  
    }  
  
    @Override  
    public void focus() {  
        System.out.println("Adjusting projector focus");  
    }  
  
    @Override  
    public void wideScreenMode() {  
        System.out.println("Switching to wide screen mode");  
    }  
}  
  
// DVD播放器接口  
interface DVDPlayer {  
    void on();  
    void off();  
    void play();  
    void stop();  
    void pause();  
    void eject();  
    void setTwoChannelAudio();  
    void setSurroundAudio();  
}  
  
// DVD播放器实现类  
class SimpleDVDPlayer implements DVDPlayer {  
    @Override  
    public void on() {  
        System.out.println("DVD Player is on");  
    }  
  
    @Override  
    public void off() {  
        System.out.println("DVD Player is off");  
    }  
  
    @Override  
    public void play() {  
        System.out.println("DVD Player is playing");  
    }  
  
    @Override  
    public void stop() {  
        System.out.println("DVD Player stopped");  
    }  
  
    @Override  
    public void pause() {  
        System.out.println("DVD Player paused");  
    }  
  
    @Override  
    public void eject() {  
        System.out.println("DVD ejected");  
    }  
  
    @Override  
    public void setTwoChannelAudio() {  
        System.out.println("Stereo mode is on");  
    }  
  
    @Override  
    public void setSurroundAudio() {  
        System.out.println("Surround sound mode is on");  
    }  
}  
  
// 音响接口  
interface Amplifier {  
    void on();  
    void off();  
    void setStereoSound();  
    void setSurroundSound();  
    void setVolume(int volume);  
}  
  
// 音响实现类  
class StereoAmplifier implements Amplifier {  
    @Override  
    public void on() {  
        System.out.println("Amplifier is on");  
    }  
  
    @Override  
    public void off() {  
        System.out.println("Amplifier is off");  
    }  
  
    @Override  
    public void setStereoSound() {  
        System.out.println("Stereo mode is on");  
    }  
  
    @Override  
    public void setSurroundSound() {  
        System.out.println("Surround sound mode is on");  
    }  
  
    @Override  
    public void setVolume(int volume) {  
        System.out.println("Setting volume to " + volume);  
    }  
}  
  
// 家庭影院Facade类  
class HomeTheaterFacade {  
    private Projector projector;  
    private DVDPlayer dvdPlayer;  
    private Amplifier amplifier;  
  
    public HomeTheaterFacade(Projector projector, DVDPlayer dvdPlayer, Amplifier amplifier) {  
        this.projector = projector;  
        this.dvdPlayer = dvdPlayer;  
        this.amplifier = amplifier;  
    }  
  
    // 提供一个简单的方法来观看电影  
    public void watchMovie(String movie) {  
        System.out.println("Get ready to watch a movie...");  
  
        projector.on();  
        projector.wideScreenMode();  
  
        amplifier.on();  
        amplifier.setSurroundSound();  
        amplifier.setVolume(5);  
  
        dvdPlayer.on();  
        dvdPlayer.play(movie);  
  
        System.out.println("Enjoy the movie...");  
    }  
  
    // 提供一个简单的方法来结束观看  
    public void endMovie() {  
        System.out.println("Shutting movie theater down...");  
  
        projector.off();  
        amplifier.off();  
        dvdPlayer.stop();  
        dvdPlayer.eject();  
        dvdPlayer.off();
    }
}
        
class Client{
    public static void main(String[] args) { 
        Projector projector = new SimpleProjector();
        DVDPlayer dvdPlayer = new SimpleDVDPlayer();
        Amplifier amplifier = new StereoAmplifier();
        HomeTheaterFacade homeTheaterFacade = new HomeTheaterFacade(projector,dvdPlayer,amplifier);
        homeTheaterFacade.watchMovie("肖申克的救赎");
        homeTheaterFacade.endMovie();
    }
}

この例では、ファサード モードがわかります。これは、複数のコンポーネントを使用して固定プロセスを組み立て、クライアント呼び出しの複雑さを軽減するのに特に適しています。

7. まとめ

ファサード デザイン パターンは、サブシステムに統一されたインターフェイスを提供することで、システムの複雑さを軽減し、システムの使いやすさと柔軟性を向上させる、非常に実用的なデザイン パターンです。ただし、このモデルを使用する場合は、考えられる欠点やリスクにも注意する必要があります。

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