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程序设计中的主要设计模式通常分为三大类，共23种：

1. 创建型模式（Creational Patterns）

• 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。

• 工厂方法模式（Factory Method）：定义创建对象的接口，由子类决定实例化哪个类。

• 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口，而无需指定具体类。

• 建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。

• 原型模式（Prototype）：通过复制现有对象来创建新对象。

2. 结构型模式（Structural Patterns）

• 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。

• 桥接模式（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。

• 组合模式（Composite）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。

• 装饰器模式（Decorator）：动态地给对象添加职责，相比生成子类更为灵活。

• 外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个统一的接口。

• 享元模式（Flyweight）：通过共享技术有效地支持大量细粒度对象。

• 代理模式（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

3. 行为型模式（Behavioral Patterns）

• 责任链模式（Chain of Responsibility）：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者与接收者耦合。

• 命令模式（Command）：将请求封装为对象，使你可以用不同的请求对客户进行参数化。

• 解释器模式（Interpreter）：给定一个语言，定义其文法的一种表示，并定义一个解释器。

• 迭代器模式（Iterator）：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部表示。

• 中介者模式（Mediator）：定义一个中介对象来封装一系列对象之间的交互。

• 备忘录模式（Memento）：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。

• 观察者模式（Observer）：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖者都会收到通知并自动更新。

• 状态模式（State）：允许对象在其内部状态改变时改变其行为。

• 策略模式（Strategy）：定义一系列算法，将它们封装起来，并使它们可以互相替换。

• 模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法骨架，将一些步骤延迟到子类中。

• 访问者模式（Visitor）：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

4.外观模式（Facade Pattern）简介

外观模式是一种结构型设计模式，它为复杂的子系统提供一个简化的接口。外观模式通过定义一个高层接口，使得客户端更容易使用子系统，而无需了解其内部的复杂性。

外观模式的主要角色：

1. Facade（外观）：提供一个简化的接口，封装了子系统的复杂性。客户端通过外观类与子系统交互。

2. Subsystem Classes（子系统类）：实现子系统的功能。外观类将这些类组合在一起，提供一个统一的接口。

5.外观模式的适用场景：

• 简化复杂系统：当系统非常复杂时，外观模式可以为客户端提供一个简单的接口，隐藏系统的复杂性。

• 解耦客户端与子系统：外观模式可以将客户端与子系统解耦，使得子系统的变化不会影响到客户端。

• 分层设计：外观模式可以用于分层设计中，为每一层提供一个统一的接口。

6.C# 代码示例

下面是一个简单的C#示例，展示了如何使用外观模式来简化一个家庭影院系统的操作。

csharp

using System;// 子系统类：DVD播放器
public class DvdPlayer
{public void On(){Console.WriteLine("DVD Player is on");}public void Play(string movie){Console.WriteLine("Playing movie: " + movie);}public void Off(){Console.WriteLine("DVD Player is off");}
}// 子系统类：投影仪
public class Projector
{public void On(){Console.WriteLine("Projector is on");}public void WideScreenMode(){Console.WriteLine("Projector is in widescreen mode");}public void Off(){Console.WriteLine("Projector is off");}
}// 子系统类：音响系统
public class SoundSystem
{public void On(){Console.WriteLine("Sound System is on");}public void SetVolume(int level){Console.WriteLine("Sound System volume set to " + level);}public void Off(){Console.WriteLine("Sound System is off");}
}// 外观类：家庭影院外观
public class HomeTheaterFacade
{private DvdPlayer _dvdPlayer;private Projector _projector;private SoundSystem _soundSystem;public HomeTheaterFacade(DvdPlayer dvdPlayer, Projector projector, SoundSystem soundSystem){_dvdPlayer = dvdPlayer;_projector = projector;_soundSystem = soundSystem;}public void WatchMovie(string movie){Console.WriteLine("Get ready to watch a movie...");_dvdPlayer.On();_projector.On();_projector.WideScreenMode();_soundSystem.On();_soundSystem.SetVolume(10);_dvdPlayer.Play(movie);}public void EndMovie(){Console.WriteLine("Shutting down the home theater...");_dvdPlayer.Off();_projector.Off();_soundSystem.Off();}
}// 客户端代码
public class Client
{public static void Main(string[] args){// 创建子系统对象DvdPlayer dvdPlayer = new DvdPlayer();Projector projector = new Projector();SoundSystem soundSystem = new SoundSystem();// 创建外观对象HomeTheaterFacade homeTheater = new HomeTheaterFacade(dvdPlayer, projector, soundSystem);// 使用外观类来简化操作homeTheater.WatchMovie("Inception");Console.WriteLine("\nMovie is playing...\n");homeTheater.EndMovie();}
}

7.代码解析

1. 子系统类：DvdPlayer、Projector 和 SoundSystem 是子系统类，分别代表家庭影院系统中的不同组件。每个类都有自己的方法，如打开、关闭、播放等。

2. 外观类：HomeTheaterFacade 是外观类，它封装了子系统的复杂性，并提供了一个简化的接口 WatchMovie 和 EndMovie。客户端只需要调用这两个方法，就可以完成看电影和关闭家庭影院的操作。

3. 客户端代码：客户端通过创建子系统对象并将其传递给外观类来使用外观模式。然后，客户端只需调用外观类的方法，而无需直接与子系统类交互。

8.总结

外观模式通过提供一个简化的接口，隐藏了系统的复杂性，使得客户端更容易使用系统。它特别适用于复杂系统，可以将客户端与子系统解耦，使得子系统的变化不会影响到客户端。在实际应用中，外观模式可以用于简化API、分层设计等场景。