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中介者模式(Mediator Pattern)是用来降低多个对象和类之间的通信复杂性。这种模式提供了一个中介类,该类通常处理不同类之间的通信,并支持松耦合,使代码易于维护。中介者模式属于行为型模式。
在现实生活中,有很多中介者模式的身影,例如QQ游戏平台,聊天室、QQ群、短信平台和房产中介。不论是QQ游戏还是QQ群,它们都是充当一个中间平台,QQ用户可以登录这个中间平台与其他QQ用户进行交流,如果没有这些中间平台,我们如果想与朋友进行聊天的话,可能就需要当面才可以了。电话、短信也同样是一个中间平台,有了这个中间平台,每个用户都不要直接依赖与其他用户,只需要依赖这个中间平台就可以了,一切操作都由中间平台去分发。
中介者模式,定义了一个中介对象来封装一系列对象之间的交互关系。中介者使各个对象之间不需要显式地相互引用,从而使耦合性降低,而且可以独立地改变它们之间的交互行为。
介绍
意图:用一个中介对象来封装一系列的对象交互,中介者使各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。
主要解决:对象与对象之间存在大量的关联关系,这样势必会导致系统的结构变得很复杂,同时若一个对象发生改变,我们也需要跟踪与之相关联的对象,同时做出相应的处理。
何时使用:多个类相互耦合,形成了网状结构。
如何解决:将上述网状结构分离为星型结构。
关键代码:对象 Colleague 之间的通信封装到一个类中单独处理。
应用实例: 1、中国加入 WTO 之前是各个国家相互贸易,结构复杂,现在是各个国家通过 WTO 来互相贸易。 2、机场调度系统。 3、MVC 框架,其中C(控制器)就是 M(模型)和 V(视图)的中介者。
优点: 1、降低了类的复杂度,将一对多转化成了一对一。 2、各个类之间的解耦。 3、符合迪米特原则。
缺点:中介者会庞大,变得复杂难以维护。
使用场景: 1、系统中对象之间存在比较复杂的引用关系,导致它们之间的依赖关系结构混乱而且难以复用该对象。 2、想通过一个中间类来封装多个类中的行为,而又不想生成太多的子类。
注意事项:不应当在职责混乱的时候使用。
实现1
我们通过聊天室实例来演示中介者模式。实例中,多个用户可以向聊天室发送消息,聊天室向所有的用户显示消息。我们将创建两个类 ChatRoom 和 User。User 对象使用 ChatRoom 方法来分享他们的消息。
MediatorPatternDemo,我们的演示类使用 User 对象来显示他们之间的通信。
第一步、创建中介
/**
* 创建中介者(聊天室)
*/
public class ChatRoom {
public static void showMessage(User user, String message){
System.out.println(new Date().toString()+ " [" + user.getName() +"] : " + message);
}
}
第二步、创建需要交互信息的对象
/**
* 创建需要交互信息的对象
*/
public class User {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public User(String name){
this.name = name;
}
public void sendMessage(String message){
ChatRoom.showMessage(this,message);
}
}
第三步、客户端测试
/**
* 客户端测试
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
User robert = new User("Robert");
User john = new User("John");
User bob = new User("bob");
robert.sendMessage("Hi! John!");
john.sendMessage("Hello! Robert!");
bob.sendMessage("hello everyone");
}
}
Tue Apr 07 13:32:17 CST 2020 [Robert] : Hi! John!
Tue Apr 07 13:32:17 CST 2020 [John] : Hello! Robert!
Tue Apr 07 13:32:17 CST 2020 [bob] : hello everyone
实现2
以现实生活中打牌的例子来实现下中介者模式。打牌总有输赢,对应的则是货币的变化,如果不用中介者模式的话,实现如下
/**
* 抽象牌友类
*/
public abstract class AbstractCardPartner {
double money;
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
/**
* 金钱改变交给中介来处理
*
* @param money
* @param mediator
*/
public abstract void ChangeMoney(double money, Mediator mediator);
}
/**
* 牌友A
*/
public class PartnerA extends AbstractCardPartner {
@Override
public void ChangeMoney(double money, Mediator mediator) {
mediator.AWin(money);
}
}
/**
* 牌友B
*/
public class PartnerB extends AbstractCardPartner {
@Override
public void ChangeMoney(double money, Mediator mediator) {
mediator.BWin(money);
}
}
测试结果:
A 现在的钱是:25.0
B 现在的钱是:15.0
A 现在的钱是:15.0
B 现在的钱是:25.0
这样的实现确实解决了上面场景中的问题,并且使用了抽象类使具体牌友A和牌友B都依赖于抽象类,从而降低了同事类之间的耦合度。但是如果其中牌友A发生变化时,此时就会影响到牌友B的状态,如果涉及的对象变多的话,这时候某一个牌友的变化将会影响到其他所有相关联的牌友状态。例如牌友A算错了钱,这时候牌友A和牌友B的钱数都不正确了,如果是多个人打牌的话,影响的对象就会更多。这时候就会思考——能不能把算钱的任务交给程序或者算数好的人去计算呢,这时候就有了我们QQ游戏中的欢乐斗地主等牌类游戏了。
进一步完善的方案,即加入一个中介者对象来协调各个对象之间的关联,这也就是中介者模式的应用了,具体完善后的实现代码如下所示:
第一步、创建中介者
/**
* 中介类,用来处理玩家之间计算金钱的逻辑
*/
public class Mediator
{
protected AbstractCardPartner a;
protected AbstractCardPartner b;
public Mediator(AbstractCardPartner a, AbstractCardPartner b){
this.a = a;
this.b = b;
}
public void AWin(double money) {
a.money += money;
double tmp = b.getMoney() - money;
b.setMoney(tmp);
}
public void BWin(double money) {
b.money += money;
double tmp = a.getMoney() - money;
a.setMoney(tmp);
}
}
第二步、创建牌友
/**
* 抽象牌友类
*/
public abstract class AbstractCardPartner
{
double money;
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
/**
* 金钱改变交给中介来处理
* @param money
* @param mediator
*/
public abstract void ChangeMoney(double money, Mediator mediator);
}
/**
* 牌友A
*/
public class PartnerA extends AbstractCardPartner
{
@Override
public void ChangeMoney(double money, Mediator mediator) {
mediator.AWin(money);
}
}
/**
* 牌友B
*/
public class PartnerB extends AbstractCardPartner
{
@Override
public void ChangeMoney(double money, Mediator mediator) {
mediator.BWin(money);
}
}
第三步、客户端测试
/**
* 客户端测试
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractCardPartner A = new PartnerA();
A.setMoney(20);
AbstractCardPartner B = new PartnerB();
B.setMoney(20);
//创建中介者,传入所有牌友
Mediator mediator = new Mediator(A, B);
// A赢了,计算逻辑交给中介者
A.ChangeMoney(5, mediator);
System.out.println("A 现在的钱是:" + A.money);// 应该是25
System.out.println("B 现在的钱是:" + B.money);// 应该是15
// B赢了,计算逻辑交给中介者
B.ChangeMoney(10, mediator);
System.out.println("A 现在的钱是:" + A.money);// 应该是15
System.out.println("B 现在的钱是:" + B.money);// 应该是25
}
}
A 现在的钱是:25.0
B 现在的钱是:15.0
A 现在的钱是:15.0
B 现在的钱是:25.0
在上面的实现代码中,中介者类保存了两个抽象牌友类,如果新添加一个牌友类似时,此时就不得不去更改这个中介者类。可以结合观察者模式来解决这个问题,即抽象中介者对象保存抽象牌友的类别,然后添加Register和UnRegister方法来对该列表进行管理,然后在具体中介者类中修改AWin和BWin方法,遍历列表,改变自己和其他牌友的钱数。这样的设计还是存在一个问题——即增加一个新牌友时,此时虽然解决了抽象中介者类不需要修改的问题,但此时还是不得不去修改具体中介者类,即添加CWin方法,我们可以采用状态模式来解决这个问题,关于状态模式的介绍将会在下一篇进行介绍。
中介者模式的优缺点
优点:
- 简化了对象之间的关系,将系统的各个对象之间的相互关系进行封装,将各个同事类解耦,使得系统变为松耦合。
- 提供系统的灵活性,使得各个同事对象独立而易于复用。
缺点:
- 中介者模式中,中介者角色承担了较多的责任,所以一旦这个中介者对象出现了问题,整个系统将会受到重大的影响。
- 新增加一个同事类时,不得不去修改抽象中介者类和具体中介者类,此时可以使用观察者模式和状态模式来解决这个问题。
中介者模式的适用场景
以下情况下可以考虑使用中介者模式:
- 一组定义良好的对象,现在要进行复杂的相互通信。
- 想通过一个中间类来封装多个类中的行为,而又不想生成太多的子类。
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