下面是基于 Markdown 格式的完整攻略：

C# 设计模式系列教程-外观模式

什么是外观模式

外观模式（Facade Pattern）是一种结构型设计模式，它提供了一个简单的界面，隐藏了复杂的系统，并且将系统中的多个组件打包成一个单一的组件，从而使得系统更加容易使用和更加易于维护。

外观模式解决了什么问题

在一个复杂的系统中，有时候我们不想暴露系统的所有细节给用户，因为这些细节可能会使得使用系统的用户非常困难。此时，我们可以使用外观模式，提供一个简单的界面，隐藏系统的所有细节，使得用户更容易使用系统。

外观模式的工作方式类似于酒店的前台接待员。我们去酒店住宿，只需要跟前台打招呼，然后告诉前台我们要住几天，前台会在后台帮我们完成所有的手续，然后把钥匙交给我们。我们不需要知道后面的所有手续和细节，只需要跟前台打招呼即可。

外观模式的角色

外观模式主要包含以下角色：

• Facade（外观）：对外提供简单的接口，对内部的复杂系统进行封装。
• Subsystem（子系统）：系统中的各个组件，由外观模式进行统一的封装。

外观模式的实现

下面通过一个简单的示例来讲解外观模式的实现。

示例一

我们现在要实现一个手机销售系统，这个系统可以销售多种品牌的手机，每种手机都有自己的价格和库存。我们需要实现一个外观模式，使得用户可以通过一个简单的接口来查询手机的价格和库存。

下面是具体的实现步骤。

1. 定义一个手机类，包含手机品牌、价格和库存信息：

public class MobilePhone
{
    public string Brand { get; set; }
    public decimal Price { get; set; }
    public int Stock { get; set; }
}

1. 定义一个手机库存类，用于保存所有手机的信息：

public class MobilePhoneStock
{
    private Dictionary<string, MobilePhone> _stock = new Dictionary<string, MobilePhone>();

    public MobilePhoneStock()
    {
        _stock.Add("Apple iPhone X", new MobilePhone { Brand = "Apple", Price = 8999, Stock = 100 });
        _stock.Add("Samsung Galaxy S10", new MobilePhone { Brand = "Samsung", Price = 7999, Stock = 200 });
        _stock.Add("Huawei P30 Pro", new MobilePhone { Brand = "Huawei", Price = 6999, Stock = 300 });
    }

    public MobilePhone GetMobilePhone(string name)
    {
        if (_stock.ContainsKey(name))
        {
            return _stock[name];
        }
        return null;
    }
}

1. 定义一个手机外观类，用于封装手机的价格和库存信息：

public class MobilePhoneFacade
{
    private readonly MobilePhoneStock _stock = new MobilePhoneStock();

    public decimal GetMobilePhonePrice(string name)
    {
        var mobile = _stock.GetMobilePhone(name);
        if (mobile != null)
        {
            return mobile.Price;
        }
        return -1;
    }

    public int GetMobilePhoneStock(string name)
    {
        var mobile = _stock.GetMobilePhone(name);
        if (mobile != null)
        {
            return mobile.Stock;
        }
        return -1;
    }
}

1. 客户端代码使用手机外观类来查询手机信息：

var facade = new MobilePhoneFacade();

var price1 = facade.GetMobilePhonePrice("Apple iPhone X");
var price2 = facade.GetMobilePhonePrice("Samsung Galaxy S10");
var price3 = facade.GetMobilePhonePrice("Huawei P30 Pro");
var price4 = facade.GetMobilePhonePrice("Xiaomi Mi 9");

Console.WriteLine($"Price of Apple iPhone X: {price1}");
Console.WriteLine($"Price of Samsung Galaxy S10: {price2}");
Console.WriteLine($"Price of Huawei P30 Pro: {price3}");
Console.WriteLine($"Price of Xiaomi Mi 9: {price4}");

var stock1 = facade.GetMobilePhoneStock("Apple iPhone X");
var stock2 = facade.GetMobilePhoneStock("Samsung Galaxy S10");
var stock3 = facade.GetMobilePhoneStock("Huawei P30 Pro");
var stock4 = facade.GetMobilePhoneStock("Xiaomi Mi 9");

Console.WriteLine($"Stock of Apple iPhone X: {stock1}");
Console.WriteLine($"Stock of Samsung Galaxy S10: {stock2}");
Console.WriteLine($"Stock of Huawei P30 Pro: {stock3}");
Console.WriteLine($"Stock of Xiaomi Mi 9: {stock4}");

示例二

下面再通过一个更加复杂的示例来讲解外观模式的实现。

我们现在要实现一个视频编辑软件，这个软件可以导入多种格式的视频文件，可以编辑视频的时间线、添加特效、添加字幕等等。我们需要实现一个外观模式，使得用户可以通过一个简单的接口来导入视频、编辑视频等操作。

下面是具体的实现步骤。

1. 定义一个视频类，包含视频的文件名和时长信息：

public class Video
{
    public string FileName { get; set; }
    public TimeSpan Duration { get; set; }
}

1. 定义一个视频导入类，用于导入视频文件：

public class VideoImporter
{
    public Video ImportVideo(string fileName)
    {
        // 打开视频文件，读取时长等信息
        // ...
        var video = new Video { FileName = fileName, Duration = TimeSpan.FromSeconds(120) };
        return video;
    }
}

1. 定义一个视频编辑类，用于编辑视频：

public class VideoEditor
{
    public void AddEffect(Video video, string effectName)
    {
        // 添加特效
        // ...
    }

    public void AddSubtitle(Video video, string subtitleText)
    {
        // 添加字幕
        // ...
    }

    // 更多编辑操作
    // ...

    public void SaveVideo(Video video, string fileName)
    {
        // 保存视频
        // ...
    }
}

1. 定义一个视频外观类，用于封装视频的导入和编辑操作：

public class VideoFacade
{
    private readonly VideoImporter _importer = new VideoImporter();
    private readonly VideoEditor _editor = new VideoEditor();

    public Video ImportVideo(string fileName)
    {
        return _importer.ImportVideo(fileName);
    }

    public void AddEffect(Video video, string effectName)
    {
        _editor.AddEffect(video, effectName);
    }

    public void AddSubtitle(Video video, string subtitleText)
    {
        _editor.AddSubtitle(video, subtitleText);
    }

    public void SaveVideo(Video video, string fileName)
    {
        _editor.SaveVideo(video, fileName);
    }
}

1. 客户端代码使用视频外观类来导入视频、编辑视频等操作：

var facade = new VideoFacade();

var video = facade.ImportVideo("test.mp4");
facade.AddEffect(video, "slow motion");
facade.AddSubtitle(video, "hello world");
facade.SaveVideo(video, "output.mp4");

外观模式的优缺点

优点

1. 简化了系统的使用：外观模式提供了一个简单的接口，让用户不需要了解系统的内部结构和实现，从而让系统更容易使用。
2. 隐藏了系统的复杂性：外观模式可以将系统的多个组件打包成一个单一的组件，隐藏了系统的复杂性，从而让系统更容易维护和升级。
3. 解耦了系统和客户端：客户端只需要与外观接口进行交互，不需要了解内部的实现细节，从而解耦了系统和客户端之间的依赖关系。

缺点

1. 系统的灵活性降低：外观模式封装了系统的多个组件，可能会导致系统的灵活性降低。
2. 不符合开闭原则：如果要改变系统的内部实现，可能需要改变外观类的代码，不符合开闭原则。

总结

外观模式是一种非常常用的设计模式，它可以将复杂的系统封装成一个简单的接口，让用户不需要了解系统的内部结构和实现，从而让系统更容易使用和更加易于维护。使用外观模式需要注意灵活性和开闭原则的问题，需要谨慎设计。