设计模式 - 中介者模式

定义：用一个中介者对象封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显示地相互作用，从而使耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

类型：行为类模式

类图：

中介者模式的结构

       中介者模式又称为调停者模式，从类图中看，共分为3部分：

•  抽象中介者：定义好同事类对象到中介者对象的接口，用于各个同事类之间的通信。一般包括一个或几个抽象的事件方法，并由子类去实现。
• 中介者实现类：从抽象中介者继承而来，实现抽象中介者中定义的事件方法。从一个同事类接收消息，然后通过消息影响其他同时类。
• 同事类：如果一个对象会影响其他的对象，同时也会被其他对象影响，那么这两个对象称为同事类。在类图中，同事类只有一个，这其实是现实的省略，在实际应用中，同事类一般由多个组成，他们之间相互影响，相互依赖。同事类越多，关系越复杂。并且，同事类也可以表现为继承了同一个抽象类的一组实现组成。在中介者模式中，同事类之间必须通过中介者才能进行消息传递。

为什么要使用中介者模式

       一般来说，同事类之间的关系是比较复杂的，多个同事类之间互相关联时，他们之间的关系会呈现为复杂的网状结构，这是一种过度耦合的架构，即不利于类的复用，也不稳定。例如在下图中，有六个同事类对象，假如对象1发生变化，那么将会有4个对象受到影响。如果对象2发生变化，那么将会有5个对象受到影响。也就是说，同事类之间直接关联的设计是不好的。

        如果引入中介者模式，那么同事类之间的关系将变为星型结构，从图中可以看到，任何一个类的变动，只会影响的类本身，以及中介者，这样就减小了系统的耦合。一个好的设计，必定不会把所有的对象关系处理逻辑封装在本类中，而是使用一个专门的类来管理那些不属于自己的行为。

        我们使用一个例子来说明一下什么是同事类：有两个类A和B，类中各有一个数字，并且要保证类B中的数字永远是类A中数字的100倍。也就是说，当修改类A的数时，将这个数字乘以100赋给类B，而修改类B时，要将数除以100赋给类A。类A类B互相影响，就称为同事类。代码如下：

 

abstract class AbstractColleague {  
    protected int number;  
  
    public int getNumber() {  
        return number;  
    }  
  
    public void setNumber(int number){  
        this.number = number;  
    }  
    //抽象方法，修改数字时同时修改关联对象  
    public abstract void setNumber(int number, AbstractColleague coll);  
}  
  
class ColleagueA extends AbstractColleague{  
    public void setNumber(int number, AbstractColleague coll) {  
        this.number = number;  
        coll.setNumber(number*100);  
    }  
}  
  
class ColleagueB extends AbstractColleague{  
      
    public void setNumber(int number, AbstractColleague coll) {  
        this.number = number;  
        coll.setNumber(number/100);  
    }  
}  
  
public class Client {  
    public static void main(String[] args){  
  
        AbstractColleague collA = new ColleagueA();  
        AbstractColleague collB = new ColleagueB();  
          
        System.out.println("==========设置A影响B==========");  
        collA.setNumber(1288, collB);  
        System.out.println("collA的number值："+collA.getNumber());  
        System.out.println("collB的number值："+collB.getNumber());  
  
        System.out.println("==========设置B影响A==========");  
        collB.setNumber(87635, collA);  
        System.out.println("collB的number值："+collB.getNumber());  
        System.out.println("collA的number值："+collA.getNumber());  
    }  
} 

 上面的代码中，类A类B通过直接的关联发生关系，假如我们要使用中介者模式，类A类B之间则不可以直接关联，他们之间必须要通过一个中介者来达到关联的目的。

abstract class AbstractColleague {  
    protected int number;  
  
    public int getNumber() {  
        return number;  
    }  
  
    public void setNumber(int number){  
        this.number = number;  
    }  
    //注意这里的参数不再是同事类，而是一个中介者  
    public abstract void setNumber(int number, AbstractMediator am);  
}  
  
class ColleagueA extends AbstractColleague{  
  
    public void setNumber(int number, AbstractMediator am) {  
        this.number = number;  
        am.AaffectB();  
    }  
}  
  
class ColleagueB extends AbstractColleague{  
  
    @Override  
    public void setNumber(int number, AbstractMediator am) {  
        this.number = number;  
        am.BaffectA();  
    }  
}  
  
abstract class AbstractMediator {  
    protected AbstractColleague A;  
    protected AbstractColleague B;  
      
    public AbstractMediator(AbstractColleague a, AbstractColleague b) {  
        A = a;  
        B = b;  
    }  
  
    public abstract void AaffectB();  
      
    public abstract void BaffectA();  
  
}  
class Mediator extends AbstractMediator {  
  
    public Mediator(AbstractColleague a, AbstractColleague b) {  
        super(a, b);  
    }  
  
    //处理A对B的影响  
    public void AaffectB() {  
        int number = A.getNumber();  
        B.setNumber(number*100);  
    }  
  
    //处理B对A的影响  
    public void BaffectA() {  
        int number = B.getNumber();  
        A.setNumber(number/100);  
    }  
}  
  
public class Client {  
    public static void main(String[] args){  
        AbstractColleague collA = new ColleagueA();  
        AbstractColleague collB = new ColleagueB();  
          
        AbstractMediator am = new Mediator(collA, collB);  
          
        System.out.println("==========通过设置A影响B==========");  
        collA.setNumber(1000, am);  
        System.out.println("collA的number值为："+collA.getNumber());  
        System.out.println("collB的number值为A的10倍："+collB.getNumber());  
  
        System.out.println("==========通过设置B影响A==========");  
        collB.setNumber(1000, am);  
        System.out.println("collB的number值为："+collB.getNumber());  
        System.out.println("collA的number值为B的0.1倍："+collA.getNumber());  
          
    }  
}  

 

虽然代码比较长，但是还是比较容易理解的，其实就是把原来处理对象关系的代码重新封装到一个中介类中，通过这个中介类来处理对象间的关系。

中介者模式的优点

• 适当地使用中介者模式可以避免同事类之间的过度耦合，使得各同事类之间可以相对独立地使用。
• 使用中介者模式可以将对象间一对多的关联转变为一对一的关联，使对象间的关系易于理解和维护。
• 使用中介者模式可以将对象的行为和协作进行抽象，能够比较灵活的处理对象间的相互作用。

适用场景

       在面向对象编程中，一个类必然会与其他的类发生依赖关系，完全独立的类是没有意义的。一个类同时依赖多个类的情况也相当普遍，既然存在这样的情况，说明，一对多的依赖关系有它的合理性，适当的使用中介者模式可以使原本凌乱的对象关系清晰，但是如果滥用，则可能会带来反的效果。一般来说，只有对于那种同事类之间是网状结构的关系，才会考虑使用中介者模式。可以将网状结构变为星状结构，使同事类之间的关系变的清晰一些。

       中介者模式是一种比较常用的模式，也是一种比较容易被滥用的模式。对于大多数的情况，同事类之间的关系不会复杂到混乱不堪的网状结构，因此，大多数情况下，将对象间的依赖关系封装的同事类内部就可以的，没有必要非引入中介者模式。滥用中介者模式，只会让事情变的更复杂。

 

C# 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

 

理解模式 （通过上面示例）

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。