外观模式外观模式，一种优化软件结构的设计模式外观模式是什么设计模式

在软件开发过程中，我们经常会遇到这样的问题：一个类需要访问另一个类的内部状态，但又不想暴露这个内部状态，这时，我们可以使用外观模式来解决这个问题，外观模式是一种简化子系统之间交互的设计模式，它为子系统提供了一个统一的接口，使得客户端不需要了解子系统的具体实现细节，从而降低了系统的复杂性。

外观模式的主要角色有以下几个：

1、外观(Facade):外观是一个高层接口，它为子系统中的多个子系统提供了统一的访问方式，客户端通过外观类与子系统进行交互，而无需关心子系统的具体实现。

2、子系统(Subsystem):子系统是实际执行任务的组件，它们通常具有复杂的内部状态和相互依赖的关系，子系统需要遵循一定的规范，以便外观类能够正确地访问它们的内部状态。

3、上下文(Context):上下文是一个包含对外观对象的引用的对象，它提供了子系统之间的协调和通信机制，当客户端请求某个操作时，上下文会将请求传递给相应的子系统，并收集子系统的响应结果，然后将结果封装成外观对象返回给客户端。

4、客户端(Client):客户端是使用外观模式的用户，它通过外观对象与子系统进行交互，客户端不需要了解子系统的具体实现细节，只需要关注外观对象提供的接口即可。

下面我们通过一个简单的例子来说明如何使用外观模式：

假设我们有一个操作系统，它包括了文件管理器、应用程序管理和任务调度等多个子系统，每个子系统都有自己的内部状态和操作方法，但是它们都需要遵循一定的规范，以便操作系统能够正确地访问它们的内部状态，为了简化客户端与子系统之间的交互，我们可以设计一个外观类OperatingSystem,它为各个子系统提供了统一的访问接口。

class FileManager:
    def create_file(self, file_name):
        pass
class ApplicationManager:
    def launch_app(self, app_name):
        pass
class TaskScheduler:
    def add_task(self, task_name):
        pass

我们需要定义一个OperatingSystem类，它是FileManager、ApplicationManager和TaskScheduler的上下文。OperatingSystem类需要提供一个统一的接口，使得客户端可以通过这个接口与子系统进行交互。

class OperatingSystem:
    def __init__(self):
        self.file_manager = FileManager()
        self.application_manager = ApplicationManager()
        self.task_scheduler = TaskScheduler()
    def create_file(self, file_name):
        return self.file_manager.create_file(file_name)
    def launch_app(self, app_name):
        return self.application_manager.launch_app(app_name)
    def add_task(self, task_name):
        return self.task_scheduler.add_task(task_name)

客户端可以通过OperatingSystem类来访问各个子系统的功能，而无需关心子系统的具体实现，这样一来，我们就实现了外观模式的目标：简化子系统之间的交互，降低系统的复杂性。