设计模式之中介者模式(十一)
一、引出模式
在生活中，当电脑缺少了一块主板，那会怎么样？如果有人这样问我的话，我就会马上跳出来说“这电脑肯定报废了”，当然这不是重点。假如少了主板电脑还可以用的话，想想，里面的CPU、显卡、声卡、光驱、硬盘等等，不是就要我们自己用线把它们连起来。想想就觉得头疼，那么现在你觉得主板在电脑里扮演着什么角色呢？
在软件的开发过程中，势必会碰到这样一种情况，多个类或多个子系统相互交互，而且交互很繁琐，导致每个类都必须知道他需要交互的类，这样它们的耦合会显得异常厉害。牵一发而动全身又不木有啊！
好了，既然问题提出来了，那有请我们这期的主角——中介者模式出场吧！
二、认识模式
1.模式定义
用一个中介者对象来封装一系列的对象交互。中介者使得各对象不需要显式地相互引用，从而使其松散耦合，而且可以独立地改变它们之间的交互。
2.解决思路
出现问题的根本原因在于多个对象需要相互交互，导致了紧密耦合，不利于对象的修改和维护。
中介者模式的解决思路，就和“主板”一样，通过引入一个中介对象，让其他对象都只和这个中介者对象交互，而中介者对象是知道怎样和其他对象交互。这样一来，对象直接的交互关系就没有了，从而实现了松散耦合。
对于中介对象而言，所有相互交互的对象，都视为同事类，中介对象就是用来维护各个同事对象之间的关系，所有的同事类都只和中介对象交互，也就是说，中介对象是需要知道所有的同事对象的。
当一个同事对象自身发生变化时，它是不知道会对其他同事对象产生什么影响，它只需要通知中介对象，“我发生变化了”，中介对象会去和其他同事对象进行交互的。这样一来，同事对象之间的依赖就没有了。
有了中介者之后，所有的交互都封装在了中介对象里面，各个对象只需要关心自己能做什么就行，不需要再关系做了之后会对其他对象产生什么影响，也就是无需再维护这些关系了。
3.模式结构
Mediator：中介者接口。在里面定义了各个同事之间相互交互所需要的方法，可以是公共的方法，如Change方法，也可以是小范围的交互方法。
ConcreteMediator：具体的中介者实现对象。它需要了解并为维护每个同事对象，并负责具体的协调各个同事对象的交互关系。
Colleague：同事类的定义，通常实现成为抽象类，主要负责约束同事对象的类型，并实现一些具体同事类之间的公共功能，比如，每个具体同事类都应该知道中介者对象，也就是每个同事对象都会持有中介者对象的引用，这个功能可定义在这个类中。
ConcreteColleague：具体的同事类，实现自己的业务，需要与其他同事对象交互时，就通知中介对象，中介对象会负责后续的交互。
4.模式示例代码
internal class Program { private static void Main(string[] args) { } } /// <summary> /// 同事类的抽象父类 /// </summary> public abstract class Colleague { /// <summary> /// 持有中介者对象，每一个同事类都知道它的中介者对象 /// </summary> private Mediator mediator; /// <summary> /// 构造方法，传入中介者对象 /// </summary> /// <param name="mediator">中介者对象</param> protected Colleague(Mediator mediator) { this.mediator = mediator; } /// <summary> /// 获取当前同事类对应的中介者对象 /// </summary> /// <returns>对应的中介者对象</returns> public Mediator GetMediator() { return mediator; } } /// <summary> /// 具体的同事类A /// </summary> public class ConcreteColleagueA : Colleague { /// <summary> /// 调用父类的构造函数 /// </summary> /// <param name="mediator"></param> public ConcreteColleagueA(Mediator mediator):base(mediator) { } /// <summary> /// 执行某些业务功能 /// </summary> public void SomeOperation() { //在需要跟其他同事通信的时候，通知中介者对象 base.GetMediator().Change(this); } } /// <summary> /// 具体的同事类B /// </summary> public class ConcreteColleagueB : Colleague { /// <summary> /// 调用父类的构造函数 /// </summary> /// <param name="mediator"></param> public ConcreteColleagueB(Mediator mediator) : base(mediator) { } /// <summary> /// 执行某些业务功能 /// </summary> public void SomeOperation() { //在需要跟其他同事通信的时候，通知中介者对象 base.GetMediator().Change(this); } } /// <summary> /// 中介者，定义各个同事对象通信的接口 /// </summary> public interface Mediator { void Change(Colleague colleague); } /// <summary> /// 具体的中介者实现 /// </summary> public class ConcreteMediator { /// <summary> /// 持有并维护同事A /// </summary> private ConcreteColleagueA colleagueA; /// <summary> /// 持有并维护同事B /// </summary> private ConcreteColleagueB colleagueB; /// <summary> /// 设置中介者需要了解并维护的同事A对象 /// </summary> /// <param name="colleague">同事A对象</param> public void SetConcreteColleagueA(ConcreteColleagueA colleague) { colleagueA = colleague; } /// <summary> /// 设置中介者需要了解并维护的同事B对象 /// </summary> /// <param name="colleague">同事B对象</param> public void SetConcreteColleagueB(ConcreteColleagueB colleague) { colleagueB = colleague; } public void Changed(Colleague colleague) { //某个同事类发生了变化，通常需要与其他同事交互 //具体协调相应的同事对象来实现协作行为 } }
三、理解模式
1.中介者模式的功能
中介者的功能就是封装对象之间的交互。如果一个对象的操作会引起其他相关对象的变化，而这个对象又不希望自己来处理这些关系，那么就可以去找中介者，让它来处理这些麻烦的关系。
2.需要Mediator接口吗？
这一问题，首先得弄清楚接口用来干嘛的？接口是用来“封装隔离”的，Mediator接口用来封装中介者对象，使得中介者对象的客户对象跟具体的中介者实现对象分离开。
如果只有一个中介者对象，预期中也没打算扩展，那就可以不定义Mediator接口。
3.同事关系
在标准的中介者模式中，将使用中介者对象来交互的那些对象称为同事类，这是要求这些类都要继承自相同的类，也就是说它们算是兄弟对象。
4.同事和中介者的关系
在模式中，当一个同事对象发生变化时，需要主动通知中介者，让中介者去处理和其他同事对象的相关交互。
这就导致同事对象与中介对象必须有关系，同事对象需要知道中介对象，以便通知；中介对象需要知道同事对象，一边交互。所有它们的关系是相互依赖的。
5.如何实现同事和中介者的通信
一种方式是在Mediator接口中定义一个特殊的通知接口，作为一个通用的方法，让各个同事来调用这个方法。
另一种就是采用观察者模式，把Mediator实现成为观察者，各个同事对象实现为Subject.这些同事对象发生改变时，就会通知Mediator。
6.广义中介者
在实际开发中，经常会简化中介者模式，来是开发变得简单，比如有如下的简化。
l 通常会去掉同事对象的父类，这样可以让任意的对象，只需要有交互，就可以成为同事
l 通常不定义Mediator接口，把具体的中介者对象实现成为单例
l 同事对象不再持有中介者，而是在需要的时候直接获取中介者对象并调用；中介者也不再持有同事对象，而是在具体处理方法里面去创建，或获取，或从数据传入需要的同事对象。
经过这样的简化、变形的情况称为广义中介者。
7.何时选用中介者模式
如果一组对象之间的通信方式比较复杂，导致相互依赖，结构混乱，可以采用中介者模式
如果一个对象引用很多对象，并且跟这些对象交互，导致难以服用该对象
8.模式本质
中介者模式的本质在于“封装交互”
中介者模式的目的，就是封装多个对象的交互，这些交互的多在中介者对象里实现。
只要是实现封装对象的交互，就可以使用中介者模式，不必拘泥于模式结构。
9.相关模式
中介者模式和外观模式
外观模式多用于封装一个子系统内部的多个模块，目的是向子系统外部提供简单易用的接口。
中介者模式是提供多个平等的同事对象之间交互关系的封装，一般是用在内部实现上。
中介者模式和观察者模式
这两个模式可以组合使用。
中介者模式可以组合使用观察者模式，来实现当同事对象发生改变时，通知中介对象，让中介对象去进行与其他相关对象的交互。
最后是一个中介者模式的实例：打开电脑看电影
比如有如下的交互：
1.首先光驱读取光盘上的数据，然后告诉主板，它的状态已经改变了。
2.主板得到光驱的数据，将数据交给CPU进行分析处理。
3.CPU处理完，将数据分成了视频数据和音频数据，通知主板，已将处理好了。
4.主板得到数据，将数据交给显卡和声卡进行输出。
代码示例：
class Program { static void Main(string[] args) { //1.创建中介者——主板对象 ConcreteMediator mediator = new ConcreteMediator(); //2.创建同事类 CDDriver cd = new CDDriver(mediator); CPU cpu = new CPU(mediator); VideoCard videocard = new VideoCard(mediator); SoundCard soundcard = new SoundCard(mediator); //3.让中介知道所有的同事 mediator.SetCDDriver(cd); mediator.SetCPU(cpu); mediator.SetVideoCard(videocard); mediator.SetSoundCard(soundcard); //4.开始看电影 cd.ReadCD(); Console.Read(); } } #region 同事抽象类 /// <summary> /// 同事抽象类 /// </summary> public abstract class Colleague { //持有中介者对象的引用，因为每个同事类都应该知道中介者对象 private Mediator mediator; //构造函数，传入中介者对象 public Colleague(Mediator mediator) { this.mediator = mediator; } //得到当前同事类的中介者对象 public Mediator GetMediator() { return this.mediator; } } #endregion #region 同事具体类 /// <summary> /// 光驱类 /// </summary> public class CDDriver : Colleague { public CDDriver(Mediator mediator) : base(mediator) { } /// <summary> /// 光驱读取出来的数据 /// </summary> private string Data = null; /// <summary> /// 获取光驱读取出来的数据 /// </summary> /// <returns></returns> public string GetData() { return this.Data; } public void ReadCD() { //逗号前是视频数据，逗号后是声音数据 this.Data = "这是视频数据,这是声音数据"; //通知主板，自己的状态反生了改变 this.GetMediator().Change(this); } } /// <summary> /// CPU类 /// </summary> public class CPU : Colleague { public CPU(Mediator mediator) : base(mediator) { } /// <summary> /// 分解出来的视频数据 /// </summary> private string videioData = null; /// <summary> /// 分解出来的视频数据 /// </summary> private string soundData = null; /// <summary> /// 获取分解出来的视频数据 /// </summary> /// <returns></returns> public string GetVideioData() { return this.videioData; } /// <summary> /// 获取分解出来的声音数据 /// </summary> /// <returns></returns> public string GetSoundData() { return this.soundData; } /// <summary> /// 处理数据 /// </summary> public void ExecuteData(string data) { string[] ss = data.Split(','); this.videioData = ss[0]; this.soundData = ss[1]; //通知主板，CPU工作已完成 this.GetMediator().Change(this); } } /// <summary> /// 显卡类 /// </summary> public class VideoCard : Colleague { public VideoCard(Mediator mediator) : base(mediator) { } /// <summary> /// 显示视频数据源 /// </summary> public void ShowData(string data) { Console.WriteLine("您正在看：" + data); } } /// <summary> /// 声卡类 /// </summary> public class SoundCard : Colleague { public SoundCard(Mediator mediator) : base(mediator) { } /// <summary> /// 显示声音数据源 /// </summary> public void ShowData(string data) { Console.WriteLine("您正在听：" + data); } } #endregion #region 中介者抽象类 /// <summary> /// 中介者抽象类 /// </summary> public abstract class Mediator { public abstract void Change(Colleague colleague); } #endregion #region 中介者具体类 /// <summary> /// 中介者具体类 /// </summary> public class ConcreteMediator : Mediator { private CDDriver cdDriver; private CPU cpu; private VideoCard video; private SoundCard sound; public void SetCDDriver(CDDriver cdDriver) { this.cdDriver = cdDriver; } public void SetCPU(CPU cpu) { this.cpu = cpu; } public void SetVideoCard(VideoCard video) { this.video = video; } public void SetSoundCard(SoundCard sound) { this.sound = sound; } public override void Change(Colleague colleague) { if (colleague == cdDriver) { openCDAndReadData((CDDriver)colleague); } else if (colleague == cpu) { OpenCPU((CPU)colleague); } } /// <summary> /// 打开CD，并读取数据 /// </summary> /// <param name="cs"></param> private void openCDAndReadData(CDDriver cs) { //获取光驱读取的数据 string data = cdDriver.GetData(); //把这些数据传递给CPU进行处理 this.cpu.ExecuteData(data); } /// <summary> /// CPU处理 /// </summary> /// <param name="cpu"></param> private void OpenCPU(CPU cpu) { //获取数据 string videoData = cpu.GetVideioData(); string soundData = cpu.GetSoundData(); //显示数据 this.video.ShowData(videoData); this.sound.ShowData(soundData); } } #endregion
