20-中介者模式

设计模式设计模式

发布时间 : 2024-11-26 20:35

字数:2.6k 阅读 :

一、为什么需要中介者
二、中介者案例
三、中介者模式的优/缺点
1. 1. 优点
2. 2. 缺点

中介者模式是对象的行为模式。中介者模式包装了一系列对象相互作用的方式，使得这些对象不必相互明显引用。从而使它们可以较松散地耦合。当这些对象中的某些对象之间的相互作用发生改变时，不会立即影响到其他的一些对象之间的相互作用。从而保证这些相互作用可以彼此独立地变化。

一、为什么需要中介者

如下图所示，这个示意图中有大量的对象，这些对象既会影响别的对象，又会被别的对象所影响，因此常常叫做同事(Colleague)对象。这些同事对象通过彼此的相互作用形成系统的行为。从图中可以看出，几乎每一个对象都需要与其他的对象发生相互作用，而这种相互作用表现为一个对象与另一个对象的直接耦合。这就是过度耦合的系统。

过度耦合系统

通过引入中介者对象(Mediator)，可以将系统的网状结构变成以中介者为中心的星形结构，如下图所示。在这个星形结构中，同事对象不再通过直接的联系与另一个对象发生相互作用；相反的，它通过中介者对象与另一个对象发生相互作用。中介者对象的存在保证了对象结构上的稳定，也就是说，系统的结构不会因为新对象的引入造成大量的修改工作。

有中介者的系统

一个好的面向对象的设计可以使对象之间增加协作性(Collaboration)，减少耦合度(Couping)。一个深思熟虑的设计会把一个系统分解为一群相互协作的同事对象，然后给每一个同事对象以独特的责任，恰当的配置它们之间的协作关系，使它们可以在一起工作。

二、中介者案例

1. 如果没有主板

大家都知道，电脑里面各个配件之间的交互，主要是通过主板来完成的。如果电脑里面没有了主板，那么各个配件之间就必须自行相互交互，以互相传送数据。而且由于各个配件的接口不同，相互之间交互时，还必须把数据接口进行转换才能匹配上。

无主板的各组件之间的联系

所幸是有了主板，各个配件的交互完全通过主板来完成，每个配件都只需要和主板交互，而主板知道如何跟所有的配件打交道，这样就简单多了。

通过主板连接各个组件

2. 中介者模式的结构

中介者模式的示意性类图如下所示：

中介者模式

中介者模式包括以下角色：

抽象中介者(Mediator)角色：定义出同事对象到中介者对象的接口，其中主要方法是一个（或多个）事件方法。
具体中介者(ConcreteMediator)角色：实现了抽象中介者所声明的事件方法。具体中介者知晓所有的具体同事类，并负责具体的协调各同事对象的交互关系。
抽象同事类(Colleague)角色：定义出中介者到同事对象的接口。同事对象只知道中介者而不知道其余的同事对象。
具体同事类(ConcreteColleague)角色：所有的具体同事类均从抽象同事类继承而来。实现自己的业务，在需要与其他同事通信的时候，就与持有的中介者通信，中介者会负责与其他的同事交互。

代码实现如下：

/**
 * 抽象中介者类
 */
public interface Mediator {
    /**
     * 同事对象在自身改变的时候来通知中介者方法
     * 让中介者去负责相应的与其他同事对象的交互
     */
    void changed(Colleague c);
}


/**
 * 具体中介者
 */
public class ConcreteMediator implements Mediator{

    // 持有并维护同事A
    private ConcreteColleagueA colleagueA;
    // 持有并维护同事B
    private ConcreteColleagueB colleagueB;

    public void setColleagueA(ConcreteColleagueA colleagueA) {
        this.colleagueA = colleagueA;
    }

    public void setColleagueB(ConcreteColleagueB colleagueB) {
        this.colleagueB = colleagueB;
    }

    @Override
    public void changed(Colleague c) {

    }
}


/**
 * 抽象同事类
 */
public abstract class Colleague {

    // 持有一个中介者对象
    private Mediator mediator;

    public Colleague(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }

    /**
     * 获取当前同事类对应的中介者对象
     * @return
     */
    public Mediator getMediator() {
        return mediator;
    }
}


/**
 * 具体同事对象A
 */
public class ConcreteColleagueA extends Colleague {

    public ConcreteColleagueA(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }

    /**
     * 示意方法，执行某些操作
     */
    public void operation() {
        //在需要跟其他同事通信的时候，通知中介者对象
        getMediator().changed(this);
    }
}


/**
 * 具体同事对象B
 */
public class ConcreteColleagueB extends Colleague {
    public ConcreteColleagueB(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }

    /**
     * 示意方法，执行某些操作
     */
    public void operation() {
        //在需要跟其他同事通信的时候，通知中介者对象
        getMediator().changed(this);
    }
}

3. 使用电脑来看电影

在日常生活中，我们经常使用电脑来看电影，把这个过程描述出来，简化后假定会有如下的交互过程：

首先是光驱要读取光盘上的数据，然后告诉主板，它的状态改变了。
主板去得到光驱的数据，把这些数据交给CPU进行分析处理。
CPU处理完后，把数据分成了视频数据和音频数据，通知主板，它处理完了。
主板去得到CPU处理过后的数据，分别把数据交给显卡和声卡，去显示出视频和发出声音

要使用中介者模式来实现示例，那就要区分出同事对象和中介者对象。很明显，主板是中介者，而光驱、声卡、CPU、显卡等配件，都是作为同事对象。

中介者模式应用

代码实现如下：

/**
 * 抽象的同事类
 */
public abstract class Colleague {
    // 持有一个中介者对象
    private Mediator mediator;

    public Colleague(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }

    /**
     * 返回当前同事类持有的中介者对象
     * @return
     */
    public Mediator getMediator() {
        return mediator;
    }
}


/**
 * 抽象中介者类
 */
public interface Mediator {
    /**
     * 同事对象在自身改变的时候来通知中介者方法
     * 让中介者去负责相应的与其他同事对象的交互
     */
    void changed(Colleague c);
}


/**
 * 同事类-光驱
 */
public class CDDriver extends Colleague {

    // 读取的数据
    private String data;

    public CDDriver(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }

    /**
     * 读取数据
     * @return
     */
    public String getData() {
        return data;
    }

    /**
     * 读取光盘
     */
    public void readCD() {
        System.out.println("~驱动器工作中");
        // 逗号前是视频显示的数据，逗号后是声音
        this.data = "One Piece,海贼王我当定了";

        // 通知主板（中介者），已经读取到数据了
        this.getMediator().changed(this);
    }
}


/**
 * 同事类-CPU
 */
public class CPU extends Colleague {

    //分解出来的视频数据
    private String videoData = "";

    //分解出来的声音数据
    private String soundData = "";

    public CPU(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }

    /**
     * 获取视频数据
     * @return
     */
    public String getVideoData() {
        return videoData;
    }

    /**
     * 获取音频数据
     * @return
     */
    public String getSoundData() {
        return soundData;
    }

    /**
     * 接收主板调用，将数据解析成视频数据和音频数据
     * @param data
     */
    public void executeData(String data) {
        System.out.println("~CPU工作中");
        String[] dataArr = data.split(",");
        this.soundData = dataArr[0];
        this.videoData = dataArr[1];

        // 解析完成后通知主板（中介者），进行下一步处理
        this.getMediator().changed(this);
    }
}


/**
 * 同事类-声卡
 */
public class SoundCard extends Colleague {
    public SoundCard(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }

    /**
     * 播放音频
     * @param data
     */
    public void soundData(String data) {
        System.out.println("~声卡工作中");
        System.out.println("您正在收听的是：" + data);
    }
}


/**
 * 同事类-显卡
 */
public class VideoCard extends Colleague {
    public VideoCard(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }

    /**
     * 播放视频内容
     * @param data
     */
    public void showData(String data) {
        System.out.println("~显卡工作中");
        System.out.println("您正在观看内容：" + data);
    }
}


/**
 * 具体中介者-主板
 */
public class MainBoard implements Mediator {

    // 驱动
    private CDDriver cdDriver;
    // CPU
    private CPU cpu;
    // 声卡
    private SoundCard soundCard;
    // 显卡
    private VideoCard videoCard;

    @Override
    public void changed(Colleague c) {
        if (c instanceof CDDriver) {
            // 数据读取
            this.cdDriverReadData((CDDriver) c);
        } else if (c instanceof CPU) {
            this.openCPU((CPU) c);
        }
    }



    /**
     * CDDriver读取数据，调用CPU处理数据
     * @param cdDriver
     */
    public void cdDriverReadData(CDDriver cdDriver) {
        String data = cdDriver.getData();
        cpu.executeData(data);
    }

    /**
     * CPU解析数据，调用显卡、声卡处理数据
     * @param cpu
     */
    private void openCPU(CPU cpu) {
        // 解析数据
        String soundData = cpu.getSoundData();
        String videoData = cpu.getVideoData();

        // 声卡播放数据
        this.soundCard.soundData(soundData);
        // 显卡播放数据
        this.videoCard.showData(videoData);
    }

    public void setCdDriver(CDDriver cdDriver) {
        this.cdDriver = cdDriver;
    }

    public void setCpu(CPU cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }

    public void setSoundCard(SoundCard soundCard) {
        this.soundCard = soundCard;
    }

    public void setVideoCard(VideoCard videoCard) {
        this.videoCard = videoCard;
    }
}


/**
 * 测试类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建中介者
        MainBoard mainBoard = new MainBoard();
        // 具体同事类-驱动器
        CDDriver cdDriver = new CDDriver(mainBoard);
        // 具体同事类-CPU
        CPU cpu = new CPU(mainBoard);
        // 具体同事类-显卡
        VideoCard videoCard = new VideoCard(mainBoard);
        // 具体同事类-声卡
        SoundCard soundCard = new SoundCard(mainBoard);

        // 设置中介者管理的同事类
        mainBoard.setCdDriver(cdDriver);
        mainBoard.setCpu(cpu);
        mainBoard.setSoundCard(soundCard);
        mainBoard.setVideoCard(videoCard);

        // 开始读取CD
        cdDriver.readCD();
    }
}

运行结果

~驱动器工作中
~CPU工作中
~声卡工作中
您正在收听的是：One Piece
~显卡工作中
您正在观看内容：海贼王我当定了

三、中介者模式的优/缺点

1. 优点

松散耦合

中介者模式通过把多个同事对象之间的交互封装到中介者对象里面，从而使得同事对象之间松散耦合，基本上可以做到互不依赖。这样一来，同事对象就可以独立地变化和复用，而不再像以前那样“牵一处而动全身”了。
集中控制交互

多个同事对象的交互，被封装在中介者对象里面集中管理，使得这些交互行为发生变化的时候，只需要修改中介者对象就可以了，当然如果是已经做好的系统，那么就扩展中介者对象，而各个同事类不需要做修改。
多对多变成一对多

没有使用中介者模式的时候，同事对象之间的关系通常是多对多的，引入中介者对象以后，中介者对象和同事对象的关系通常变成双向的一对多，这会让对象的关系更容易理解和实现。

2. 缺点

中介者模式的一个潜在缺点是，过度集中化。如果同事对象的交互非常多，而且比较复杂，当这些复杂性全部集中到中介者的时候，会导致中介者对象变得十分复杂，而且难于管理和维护。

转载请注明来源，欢迎对文章中的引用来源进行考证，欢迎指出任何有错误或不够清晰的表达。可以在下面评论区评论，也可以邮件至 george_95@126.com