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1. 定义

外观模式(Facade Pattern)又叫门面模式，指提供一个统一的接口去访问多个子系统的多个不同的接口，为子系统中的一组接口提供统一的高层接口。使得子系统更容易使用，不仅简化类中的接口，而且实现调用者和接口的解耦。

2. 类图

该设计模式由以下角色组成

门面角色：

外观模式的核心。它被客户角色调用,它熟悉子系统的功能。内部根据客户角色的需求预定了几种功能的组合 子系统角色:实现了子系统的功能。它对客户角色和Facade是未知的。

子系统角色:

实现了子系统的功能。它对客户角色和Facade是未知的

客户角色

通过调用Facede来完成要实现的功能

门面模式类图

3. 一个生活中的例子

比如常见的空调、冰箱、洗衣机，内部结构都并不简单，对于我们使用者而言，理解他们内部的运行机制的门槛比较高，但是理解遥控器/控制面板上面寥寥几个按钮就相对容易的多，这就是外观模式的意义。

遥控器

在类似场景中，这些例子有以下特点：

一个统一的外观为复杂的子系统提供一个简单的高层功能接口。 原本访问者直接调用子系统内部模块导致的复杂引用关系，现在可以通过只访问这个统一的外观来避免。

4. 通用实现

在外观模式中，客户端直接对接外观（Facade），通过接口去对接子接口，而子接口里封装的一系列复杂操作，则不是我们要关注的重点。

结构如下：

外观模式一般是作为子系统的功能出口出现，使用的时候可以在其中增加新的功能，但是不推荐这样做，因为外观应该是对已有功能的包装，不应在其中掺杂新的功能。

4.1 计算器

class Sum { sum(a, b) { return a + b; } } class Minus { minus(a, b) { return a - b; } } class Multiply { multiply(a, b) { return a * b; } } class Calculator { sumObj minusObj multiplyObj constructor() { this.sumObj = new Sum(); this.minusObj = new Minus(); this.multiplyObj = new Multiply(); } sum(...args) { return this.sumObj.sum(...args); } minus(...args) { return this.minusObj.minus(...args); } multiply(...args) { return this.multiplyObj.multiply(...args); } } let calculator = new Calculator(); console.log(calculator.sum(1, 2)); console.log(calculator.minus(1, 2)); console.log(calculator.multiply(1, 2)); 复制代码

4.2 计算机

class CPU { startup() { console.log('打开CPU'); } shutdown() { console.log('关闭CPU'); } } class Memory { startup() { console.log('打开内存'); } shutdown() { console.log('关闭内存'); } } class Disk { startup() { console.log('打开硬盘'); } shutdown() { console.log('关闭硬盘'); } } class Computer { cpu; memory; disk; constructor() { this.cpu = new CPU(); this.memory = new Memory(); this.disk = new Disk(); } startup() { this.cpu.startup(); this.memory.startup(); this.disk.startup(); } shutdown() { this.cpu.shutdown(); this.memory.shutdown(); this.disk.shutdown(); } } let computer = new Computer(); computer.startup(); computer.shutdown(); 复制代码

4.3 压缩

export { } var zlib = require('zlib'); var fs = require('fs'); let path = require('path'); function open(input) { let ext = path.extname(input); switch (ext) { case '.gz': return unZip(input); case '.rar': return unRar(input); case '.7z': return un7z(input); default: break; } } function unZip(src) { var gunzip = zlib.createGunzip(); var inputStream = fs.createReadStream(src); var outputStream = fs.createWriteStream(src.slice(0, -3)); console.log('outputStream'); inputStream.pipe(gunzip).pipe(outputStream); } function unRar(src) { console.log('Rar解压后的', src); } function un7z(src) { console.log('7z解压后的', src); } open('./source.txt.gz'); function zip(src) { var gzip = zlib.createGzip();//创建压缩流 var inputStream = fs.createReadStream(src); var outputStream = fs.createWriteStream(src+'.gz'); inputStream.pipe(gzip).pipe(outputStream); } zip('source.txt'); 复制代码

5. 前端应用场景

5.1 函数参数重载

有一种情况，比如某个函数有多个参数，其中一个参数可以传递也可以不传递，你当然可以直接弄两个接口，但是使用函数参数重载的方式，可以让使用者获得更大的自由度，让两个使用上基本类似的方法获得统一的外观。

function bindEvent(elem, type, selector, fn) { if (fn === undefined) { fn = selector; selector = null; } // ... 剩下相关逻辑 } bindEvent(elem, 'click', '#div1', fn) bindEvent(elem, 'click', fn) 复制代码

上面这个绑定事件的函数中，参数 selector 就是可选的。

这种方式在一些工具库或者框架提供的多功能方法上经常得到使用，特别是在通用 API 的某些参数可传可不传的时候。

参数重载之后的函数在使用上会获得更大的自由度，而不必重新创建一个新的 API，这在 Vue、React、jQuery、Lodash 等库中使用非常频繁。

5.2 polyfill抹平浏览器兼容性问题

polyfill可以让我们处理浏览器兼容和屏蔽了浏览器差异

外观模式经常被用于 JavaScript 的库中，封装一些接口用于兼容多浏览器，让我们可以间接调用我们封装的外观，从而屏蔽了浏览器差异，便于使用。

比如经常用的兼容不同浏览器的事件绑定方法：

function addEvent(element, type, fn) { if (element.addEventListener) { // 支持 DOM2 级事件处理方法的浏览器 element.addEventListener(type, fn, false); } else if (element.attachEvent) { // 不支持 DOM2 级但支持 attachEvent element.attachEvent('on' + type, fn); } else { element['on' + type] = fn; // 都不支持的浏览器 } } var myInput = document.getElementById('myinput'); addEvent(myInput, 'click', function() { console.log('绑定 click 事件'); }) 复制代码

除了事件绑定之外，在抹平浏览器兼容性的其他问题上我们也经常使用外观模式：

// 移除 DOM 上的事件 function removeEvent(element, type, fn) { if (element.removeEventListener) { element.removeEventListener(type, fn, false); } else if (element.detachEvent) { element.detachEvent('on' + type, fn); } else { element['on' + type] = null; } } // 获取样式 function getStyle(obj, styleName) { if (window.getComputedStyle) { var styles = getComputedStyle(obj, null)[styleName]; } else { var styles = obj.currentStyle[styleName]; } return styles; } // 阻止默认事件 var preventDefault = function(event) { if (event.preventDefault) { event.preventDefault(); } else { // IE 下 event.returnValue = false; } } // 阻止事件冒泡 var cancelBubble = function(event) { if (event.stopPropagation) { event.stopPropagation(); } else { // IE 下 event.cancelBubble = true; } } 复制代码

通过将处理不同浏览器兼容性问题的过程封装成一个外观，我们在使用的时候可以直接使用外观方法即可，在遇到兼容性问题的时候，这个外观方法自然帮我们解决，方便又不容易出错。

5.3 Vue 源码中的函数参数重载

Vue 提供的一个创建元素的方法 createElement (opens new window)就使用了函数参数重载，使得使用者在使用这个参数的时候很灵活：

export function createElement( context, tag, data, children, normalizationType, alwaysNormalize ) { if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) { // 参数的重载 normalizationType = children children = data data = undefined } // ... } 复制代码

createElement 方法里面对第三个参数 data 进行了判断，如果第三个参数的类型是 array、string、number、boolean 中的一种，那么说明是 createElement(tag [, data], children, …) 这样的使用方式，用户传的第二个参数不是 data，而是 children。

data 这个参数是包含模板相关属性的数据对象，如果用户没有什么要设置，那这个参数自然不传，不使用函数参数重载的情况下，需要用户手动传递 null 或者 undefined 之类，参数重载之后，用户对 data 这个参数可传可不传，使用自由度比较大，也很方便。

createElement方法的源码参见 Github 链接vue/src/core/vdom/create-element.js

5.4 Lodash 源码中的函数参数重载

Lodash 的 range 方法的 API 为 _.range([start=0], end, [step=1])，这就很明显使用了参数重载，这个方法调用了一个内部函数 createRange：

 function createRange(fromRight) { return (start, end, step) => { // ... if (end === undefined) { end = start start = 0 } // ... } } 复制代码

意思就是，如果没有传第二个参数，那么就把传入的第一个参数作为 end，并把 start 置为默认值。

createRange 方法的源码参见 Github 链接 lodash/.internal/createRange.js

5.5 jQuery 源码中的函数参数重载

函数参数重载在源码中使用比较多，jQuery 中也有大量使用，比如 on、off、bind、one、load、ajaxPrefilter 等方法，这里以 off 方法为例，该方法在选择元素上移除一个或多个事件的事件处理函数。源码如下：

off: function (types, selector, fn) { // ... if (selector === false || typeof selector === 'function') { // ( types [, fn] ) 的使用方式 fn = selector selector = undefined } // ... } 复制代码

可以看到如果传入第二个参数为 false 或者是函数的时候，就是 off(types [, fn]) 的使用方式。

off 方法的源码参见 Github 链接 jquery/src/event.js

再比如 load 方法的源码：

jQuery.fn.load = function(url, params, callback) { // ... if (isFunction(params)) { callback = params params = undefined } // ... } 复制代码

可以看到 jQuery 对第二个参数进行了判断，如果是函数，就是 load(url [, callback]) 的使用方式。

load 方法的源码参见 Github 链接 jquery/src/ajax/load.js(opens new window)

5.6 jQuery 源码中的外观模式

当我们使用 jQuery 的 $(document).ready(…) 来给浏览器加载事件添加回调时，jQuery 会使用源码中的 bindReady 方法：

bindReady: function() { // ... // Mozilla, Opera and webkit 支持 if (document.addEventListener) { document.addEventListener('DOMContentLoaded', DOMContentLoaded, false) // A fallback to window.onload, that will always work window.addEventListener('load', jQuery.ready, false) // 如果使用了 IE 的事件绑定形式 } else if (document.attachEvent) { document.attachEvent('onreadystatechange', DOMContentLoaded) // A fallback to window.onload, that will always work window.attachEvent('onload', jQuery.ready) } // ... } 复制代码

通过这个方法，jQuery 帮我们将不同浏览器下的不同绑定形式隐藏起来，从而简化了使用。

bindReady 方法的源码参见 Github 链接 jquery/src/core.js

除了屏蔽浏览器兼容性问题之外，jQuery 还有其他的一些其他外观模式的应用：

比如修改 css 的时候可以 $(‘p’).css(‘color’, ‘red’)，也可以 $(‘p’).css(‘width’, 100)，对不同样式的操作被封装到同一个外观方法中，极大地方便了使用，对不同样式的特殊处理（比如设置 width 的时候不用加 px）也一同被封装了起来。

源码参见 Github 链接 jquery/src/css.js

再比如 jQuery 的 ajax 的 API “$.ajax(url [, settings])，当我们在设置以 JSONP 的形式发送请求的时候，只要传入 dataType: ‘jsonp’ 设置，jQuery 会进行一些额外操作帮我们启动 JSONP 流程，并不需要使用者手动添加代码，这些都被封装在 $.ajax() 这个外观方法中了。

源码参见 Github 链接 jquery/src/ajax/jsonp.js

5.7 Axios 源码中的外观模式

Axios 可以使用在不同环境中，那么在不同环境中发送 HTTP 请求的时候会使用不同环境中的特有模块，Axios 这里是使用外观模式来解决这个问题的：

function getDefaultAdapter() { // ... if (typeof process !== 'undefined' && Object.prototype.toString.call(process) === '[object process]') { // Nodejs 中使用 HTTP adapter adapter = require('./adapters/http'); } else if (typeof XMLHttpRequest !== 'undefined') { // 浏览器使用 XHR adapter adapter = require('./adapters/xhr'); } // ... } 复制代码

这个方法进行了一个判断，如果在 Nodejs 的环境中则使用 Nodejs 的 HTTP 模块来发送请求，在浏览器环境中则使用 XMLHTTPRequest 这个浏览器 API。

getDefaultAdapter 方法源码参见 Github 链接 axios/lib/defaults.js

5.8 redux createStore

createStore

export default function createStore(reducer, preloadedState, enhancer) { if (typeof preloadedState === 'function' && typeof enhancer === 'undefined') { enhancer = preloadedState preloadedState = undefined } } 复制代码

6 设计原则验证

不符合单一职责原则和开放封闭原则，因此谨慎使用，不可滥用

7 外观模式的优缺点

优点：

• 访问者不需要再了解子系统内部模块的功能，而只需和外观交互即可，使得访问者对子系统的使用变得简单，符合最少知识原则，增强了可移植性和可读性。
• 减少了与子系统模块的直接引用，实现了访问者与子系统中模块之间的松耦合，增加了可维护性和可扩展性。
• 通过合理使用外观模式，可以帮助我们更好地划分系统访问层次，比如把需要暴露给外部的功能集中到外观中，这样既方便访问者使用，也很好地隐藏了内部的细节，提升了安全性。

缺点：

• 不符合开闭原则，对修改关闭，对扩展开放，如果外观模块出错，那么只能通过修改的方式来解决问题，因为外观模块是子系统的唯一出口。
• 不需要或不合理的使用外观会让人迷惑，过犹不及。

7. 外观模式的适用场景

• 维护设计粗糙和难以理解的遗留系统，或者系统非常复杂的时候，可以为这些系统设置外观模块，给外界提供清晰的接口，以后新系统只需与外观交互即可。
• 你写了若干小模块，可以完成某个大功能，但日后常用的是大功能，可以使用外观来提供大功能，因为外界也不需要了解小模块的功能。
• 团队协作时，可以给各自负责的模块建立合适的外观，以简化使用，节约沟通时间。 如果构建多层系统，可以使用外观模式来将系统分层，让外观模块成为每层的入口，简化层间调用，松散层间耦合。

8. 其他相关模式

8.1 外观模式与中介者模式

• 外观模式：封装子使用者对子系统内模块的直接交互，方便使用者对子系统的调用。
• 中介者模式：封装子系统间各模块之间的直接交互，松散模块间的耦合。

8.2 外观模式与单例模式

有时候一个系统只需要一个外观，比如之前举的 Axios 的 HTTP 模块例子。这时我们可以将外观模式和单例模式一起使用，把外观实现为单例。