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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:
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。
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