认真学习设计模式之中介者模式(Mediator Pattern)

最新推荐文章于 2020-06-28 21:39:16 发布

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#中介者模式

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本文介绍中介者模式的概念、原理及应用场景。通过智能家庭项目的案例，详细讲解如何利用中介者模式解耦系统中多个对象间的复杂交互，提高代码的可维护性和扩展性。

【1】概述

中介者模式（Mediator Pattern），用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各个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。

中介者模式属于行为型模式，使代码易于维护。比如MVC 模式，C（Controller 控制器）是M（Model 模型）和V（View 视图）的中介者，在前后端交互时起到了中间人的作用。

UML 类图

在这里插入图片描述

对原理类图的说明-即(中介者模式的角色及职责)

Mediator 就是抽象中介者,定义了同事对象到中介者对象的接口
Colleague 是抽象同事类
ConcreteMediator 具体的中介者对象, 实现抽象方法, 他需要知道所有的具体的同事类,即以一个集合来管理,并接受某个同事对象消息，完成相应的任务
ConcreteColleague 具体的同事类，会有很多, 每个同事只知道自己的行为，而不了解其他同事类的行为(方法)，但是他们都依赖中介者对象

【2】案例分析

智能家庭项目：

智能家庭包括各种设备，闹钟、咖啡机、电视机、窗帘等
主人要看电视时，各个设备可以协同工作，自动完成看电视的准备工作，比如流程为：闹铃响起->咖啡机开始做咖啡->窗帘自动落下->电视机开始播放

① 传统方式解决

传统方式会如何解决呢？我们可能定义多个对象，然后对象之间保持关系，以进耦合的形式维护一系列动作。

在这里插入图片描述
这是存在问题的，当各电器对象有多种状态改变时，相互之间的调用关系会比较复杂。而且各个电器对象彼此联系，你中有我，我中有你，不利于松耦合。还有各个电器对象之间所传递的消息(参数)，容易混乱。

如果系统增加一个新的电器对象时，或者执行流程改变时，代码的可维护性、扩展性都不理想。

② 中介者模式

① 定义中介者与实现

public abstract class Mediator {
	//将给中介者对象，加入到集合中
	public abstract void Register(String colleagueName, Colleague colleague);

	//接收消息, 具体的同事对象发出
	public abstract void GetMessage(int stateChange, String colleagueName);

	public abstract void SendMessage();
}

//具体的中介者类
public class ConcreteMediator extends Mediator {
	//集合，放入所有的同事对象
	private HashMap<String, Colleague> colleagueMap;
	// 放入类的类型与colleagueName
	private HashMap<String, String> interMap;

	public ConcreteMediator() {
		colleagueMap = new HashMap<String, Colleague>();
		interMap = new HashMap<String, String>();
	}

	@Override
	public void Register(String colleagueName, Colleague colleague) {
		colleagueMap.put(colleagueName, colleague);

		if (colleague instanceof Alarm) {
			interMap.put("Alarm", colleagueName);
		} else if (colleague instanceof CoffeeMachine) {
			interMap.put("CoffeeMachine", colleagueName);
		} else if (colleague instanceof TV) {
			interMap.put("TV", colleagueName);
		} else if (colleague instanceof Curtains) {
			interMap.put("Curtains", colleagueName);
		}

	}

	//具体中介者的核心方法
	//1. 根据得到消息，完成对应任务
	//2. 中介者在这个方法，协调各个具体的同事对象，完成任务
	@Override
	public void GetMessage(int stateChange, String colleagueName) {
		//处理闹钟发出的消息
		if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Alarm) {
			if (stateChange == 0) {
				((CoffeeMachine) (colleagueMap.get(interMap
						.get("CoffeeMachine")))).StartCoffee();
				((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StartTv();
			} else if (stateChange == 1) {
				((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StopTv();
			}

		} else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof CoffeeMachine) {
			((Curtains) (colleagueMap.get(interMap.get("Curtains"))))
					.UpCurtains();

		} else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof TV) {//如果TV发现消息

		} else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Curtains) {
			//如果是以窗帘发出的消息，这里处理...
		}

	}

	@Override
	public void SendMessage() {
		
	}
}

② 定义抽象类Colleague 与实现

//同事抽象类
public abstract class Colleague {
	private Mediator mediator;
	public String name;

	public Colleague(Mediator mediator, String name) {
		this.mediator = mediator;
		this.name = name;

	}

	public Mediator GetMediator() {
		return this.mediator;
	}

	public abstract void SendMessage(int stateChange);
}

//具体的同事类
public class Alarm extends Colleague {

	//构造器
	public Alarm(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		//在创建Alarm 同事对象时，将自己放入到ConcreteMediator 对象中[集合]
		mediator.Register(name, this);
	}

	public void SendAlarm(int stateChange) {
		SendMessage(stateChange);
	}

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		//调用的中介者对象的getMessage
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}

}

public class CoffeeMachine extends Colleague {

	public CoffeeMachine(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		mediator.Register(name, this);
	}

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}

	public void StartCoffee() {
		System.out.println("It's time to startcoffee!");
	}

	public void FinishCoffee() {

		System.out.println("After 5 minutes!");
		System.out.println("Coffee is ok!");
		SendMessage(0);
	}
}

public class Curtains extends Colleague {

	public Curtains(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		mediator.Register(name, this);
	}

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}

	public void UpCurtains() {
		System.out.println("I am holding Up Curtains!");
	}

}

public class TV extends Colleague {

	public TV(Mediator mediator, String name) {
		super(mediator, name);
		mediator.Register(name, this);
	}

	@Override
	public void SendMessage(int stateChange) {
		this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
	}

	public void StartTv() {
		System.out.println("It's time to StartTv!");
	}

	public void StopTv() {
		System.out.println("StopTv!");
	}
}

③ 客户端测试

public class ClientTest {

	public static void main(String[] args) {
		//创建一个中介者对象
		Mediator mediator = new ConcreteMediator();
		
		//创建Alarm 并且加入到  ConcreteMediator 对象的HashMap
		Alarm alarm = new Alarm(mediator, "alarm");
		
		//创建了CoffeeMachine 对象，并  且加入到  ConcreteMediator 对象的HashMap
		CoffeeMachine coffeeMachine = new CoffeeMachine(mediator,
				"coffeeMachine");
		
		//创建 Curtains , 并  且加入到  ConcreteMediator 对象的HashMap
		Curtains curtains = new Curtains(mediator, "curtains");
		TV tV = new TV(mediator, "TV");
		
		//让闹钟发出消息
		alarm.SendAlarm(0);
		coffeeMachine.FinishCoffee();
		alarm.SendAlarm(1);
	}

}

打印结果：

It's time to startcoffee!
It's time to StartTv!
After 5 minutes!
Coffee is ok!
I am holding Up Curtains!
StopTv!

UML类图
在这里插入图片描述

④ 中介者模式的注意事项和细节

多个类相互耦合，会形成网状结构, 使用中介者模式将网状结构分离为星型结构，进行解耦
减少类间依赖，降低了耦合，符合迪米特原则
中介者承担了较多的责任，一旦中介者出现了问题，整个系统就会受到影响
如果设计不当，中介者对象本身变得过于复杂，这点在实际使用时，要特别注意