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+layout: single
+title: "Design Pattern (15) - Facade Pattern (外觀模式)"
+date: 2024-12-12 23:30:00 +0800
+excerpt: "探索外觀模式如何簡化系統複雜性，提供一個統一的介面來訪問子系統的功能，提升程式碼的可讀性與維護性。"
+header:
+  overlay_image: /assets/images/design_patterns.jpg
+  teaser: /assets/images/design_patterns.jpg
+tags: [Facade Pattern]
+categories: [Design Pattern]
+---
+
+> 您可於此 [design_pattern repo](https://github.com/nickhuangcyh/design_pattern) 下載 Design Pattern 系列程式碼。
+
+## 需求
+
+假設我們正在開發一個家庭影院系統，該系統包含以下子系統：
+
+- DVD 播放器
+- 環繞音響
+- 燈光
+- 投影機
+
+用戶希望能輕鬆開啟或關閉家庭影院的所有功能，而不需要逐一操作各個設備。
+
+## 物件導向分析 (OOA)
+
+理解需求後，讓我們來快速實作物件導向分析吧！
+
+![facade_pattern_uml_1]({{ site.baseurl }}/assets/images/design_pattern_facade_pattern_uml_1.png)
+
+## 察覺 Forces
+
+在設計階段，我們注意到以下設計難題：
+
+1. 子系統過於複雜：需要多個步驟才能完成操作。
+
+2. 操作繁瑣：用戶需要熟悉每個子系統的細節。
+
+3. 缺乏一致性：不同子系統之間的操作方式可能不同，導致混亂。
+
+這些 Forces 驅使我們採用外觀模式來簡化介面，減少系統的操作複雜度。
+
+## 套用 Facade Pattern (Solution) 得到新的 Context (Resulting Context)
+
+做完 OOA，察覺 Forces，看清楚整個 Context 後，就可以來套用 Facade Pattern 解決這個問題。
+
+先來看一下 Facade Pattern 的 UML：
+
+![facade_pattern_uml_2]({{ site.baseurl }}/assets/images/design_pattern_facade_pattern_uml_2.png)
+
+- **Subsystems (子系統)**：表示系統中的一組類別或模組，它們各自負責不同的功能。例如，在家庭影院系統中，包括 DVDPlayer、SurroundSound、Lights 和 Projector 等子系統。
+- **Facade (外觀類別)**：提供一個簡化的介面來封裝子系統的複雜性。它負責協調多個子系統，以完成用戶的一個請求。例如，HomeTheaterFacade 提供 watchMovie() 和 endMovie() 方法來簡化對子系統的操作。
+
+將 Facade Pattern 套用到我們的應用吧
+
+![facade_pattern_uml_3]({{ site.baseurl }}/assets/images/design_pattern_facade_pattern_uml_3.png)
+
+## 物件導向程式設計 (OOP)
+
+[Subsystems]
+
+```kotlin
+class DVDPlayer {
+    fun on() = println("DVD Player is ON")
+    fun play() = println("DVD Player is playing")
+    fun off() = println("DVD Player is OFF")
+}
+
+class SurroundSound {
+    fun on() = println("Surround Sound is ON")
+    fun setVolume(level: Int) = println("Surround Sound volume set to $level")
+    fun off() = println("Surround Sound is OFF")
+}
+
+class Lights {
+    fun dim(level: Int) = println("Lights dimmed to $level%")
+    fun on() = println("Lights are ON")
+}
+
+class Projector {
+    fun on() = println("Projector is ON")
+    fun setMode(mode: String) = println("Projector set to $mode mode")
+    fun off() = println("Projector is OFF")
+}
+```
+
+[Facade: HomeTheaterFacade]
+
+```kotlin
+class HomeTheaterFacade(
+    private val dvdPlayer: DVDPlayer,
+    private val surroundSound: SurroundSound,
+    private val lights: Lights,
+    private val projector: Projector
+) {
+    fun watchMovie() {
+        println("Get ready to watch a movie...")
+        lights.dim(10)
+        projector.on()
+        projector.setMode("Cinema")
+        surroundSound.on()
+        surroundSound.setVolume(5)
+        dvdPlayer.on()
+        dvdPlayer.play()
+    }
+
+    fun endMovie() {
+        println("Shutting down the home theater...")
+        dvdPlayer.off()
+        surroundSound.off()
+        projector.off()
+        lights.on()
+    }
+}
+```
+
+[Client]
+
+```kotlin
+fun main() {
+    val dvdPlayer = DVDPlayer()
+    val surroundSound = SurroundSound()
+    val lights = Lights()
+    val projector = Projector()
+
+    val homeTheater = HomeTheaterFacade(dvdPlayer, surroundSound, lights, projector)
+
+    // The Start
+    homeTheater.watchMovie()
+
+    println()
+
+    // The End
+    homeTheater.endMovie()
+}
+```
+
+[Output]
+
+```bash
+Get ready to watch a movie...
+Lights dimmed to 10%
+Projector is ON
+Projector set to Cinema mode
+Surround Sound is ON
+Surround Sound volume set to 5
+DVD Player is ON
+DVD Player is playing
+
+Shutting down the home theater...
+DVD Player is OFF
+Surround Sound is OFF
+Projector is OFF
+Lights are ON
+```
+
+## 結論
+
+外觀模式通過為複雜系統提供一個簡單的介面，降低了系統的操作成本，提升了用戶體驗。它特別適用於子系統較多且操作繁瑣的情境。藉由使用外觀模式，開發者能夠更專注於系統核心邏輯，同時提升程式碼的可維護性與擴展性。