中介者模式:减少对象间复杂通信的设计模式

1. 引言

在复杂的软件系统中,通常存在许多对象之间的相互关系和通信,这种直接的交流方式可能会导致系统的耦合度增加,维护也变得困难。中介者模式(Mediator Pattern)通过引入一个中介对象,来降低对象之间的耦合度,从而简化对象间的通信。在这个模式下,各个对象不再直接引用彼此,而是通过中介者进行交互。

2. 中介者模式的定义

中介者模式是一种行为型设计模式,它定义了一个中介对象,通过中介对象来封装对象之间的交互。中介者使得各个对象之间的关系更加松散,提高了系统的灵活性和可维护性。

3. 适用场景

  • 当系统中存在多个对象之间需要相互通信的情况,但又希望降低它们之间的耦合度时。
  • 当希望通过中介者集中管理和控制对象之间的交互时。
  • 当需要增强系统的可扩展性,方便后期增加新的组件或进行修改时。

4. 结构

中介者模式主要包括以下角色:

  • 中介者接口(Mediator):定义与各个组件交互的接口。
  • 具体中介者(ConcreteMediator):实现中介者接口,协调各个组件的交互。
  • 同事类(Colleague):定义与中介者交互的接口,具体实现由子类定义。
  • 具体同事类(ConcreteColleague):实现同事类接口,注册到中介者并通过中介者进行交互。

5. 示例代码

5.1 中介者接口

// 中介者接口
interface Mediator {
    void register(Colleague colleague);
    void mediate(Colleague colleague, String message);
}

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5.2 具体中介者

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 具体中介者
class ConcreteMediator implements Mediator {
    private List<Colleague> colleagues = new ArrayList<>();

    @Override
    public void register(Colleague colleague) {
        colleagues.add(colleague);
        colleague.setMediator(this);
    }

    @Override
    public void mediate(Colleague colleague, String message) {
        for (Colleague c : colleagues) {
            if (c != colleague) {
                c.receive(message);
            }
        }
    }
}

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5.3 同事类

// 同事类
abstract class Colleague {
    protected Mediator mediator;

    public void setMediator(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }

    public abstract void send(String message);
    public abstract void receive(String message);
}

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5.4 具体同事类

// 具体同事类A
class ConcreteColleagueA extends Colleague {
    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println("同事A发送消息: " + message);
        mediator.mediate(this, message);
    }

    @Override
    public void receive(String message) {
        System.out.println("同事A接收到消息: " + message);
    }
}

// 具体同事类B
class ConcreteColleagueB extends Colleague {
    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println("同事B发送消息: " + message);
        mediator.mediate(this, message);
    }

    @Override
    public void receive(String message) {
        System.out.println("同事B接收到消息: " + message);
    }
}

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5.5 客户端代码

public class MediatorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteMediator mediator = new ConcreteMediator();

        ConcreteColleagueA colleagueA = new ConcreteColleagueA();
        ConcreteColleagueB colleagueB = new ConcreteColleagueB();

        mediator.register(colleagueA);
        mediator.register(colleagueB);

        colleagueA.send("你好,B!");
        colleagueB.send("你好,A!");
    }
}

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6. 优缺点

6.1 优点

  • 降低了耦合度:中介者模式通过中介者管理对象间的交互,减少了对象之间的直接引用和依赖关系。
  • 易于维护和扩展:通过中介者可以简化对象间的通讯逻辑,便于在不修改现有类的情况下增加新行为。
  • 集中的控制:中介者集中管理了对象之间的通信,便于调试和控制。

6.2 缺点

  • 中介者可能成为复杂的“上帝”对象:由于中介者承担了太多的责任,可能导致它的复杂性增加。
  • 难以理解:对于不熟悉模式的开发者,中介者的逻辑可能会变得难以理解,尤其是在系统较大时。

7. 总结

中介者模式是一种有效的设计模式,通过引入中介者对象,能够解耦对象之间的直接交互,简化系统结构。在实际开发中,合理使用中介者模式,可以提升代码的动态性和可维护性,尤其在复杂的对象之间交互时。它适用于需要集中管理多个组件之间的交互的场景,为系统带来了更好的灵活性和可扩展性。

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