设计模式的征途—22.中介者（Mediator）模式

心已赠人 2022-03-29 07:52 168阅读 0赞

我们都用过QQ，它有两种聊天方式：一是私聊，二是群聊。使用QQ群，一个用户就可以向多个用户发送相同的信息和文件，从而无需一一发送，节省大量时间。通过引入群的机制，极大地减少系统中用户之间的两两通信，用户与用户之间的联系可以通过群的机制来实现。

![381412-20170909094129710-128452858.png][]

在有些软件中，某些类/对象之间的相互调用关系错综复杂，类似于QQ用户之间的关系，此时，特别需要一个类似“QQ群”一样的中间类来协调这些类/对象之间的复杂关系，以降低系统的耦合度。因此，一个设计模式因此诞生，它就是中介者模式。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>中介者模式（Mediator）</td> 
   <td>学习难度：★★★☆☆</td> 
   <td>使用频率：★★☆☆☆</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 一、客户信息管理模块的初始设计 #

## 1.1 需求背景 ##

> ***Background***：M公司欲开发一套CRM系统，其中包含一个客户信息管理模块，所涉及的“客户信息管理窗口”界面效果图如下图所示：
> 
> ![381412-20170910164251413-727370860.png][]
> 
> M公司开发人员通过分析发现，在上图中，界面组件之间存在较为复杂的交互关系：如果删除一个客户，则将从客户列表中删掉对应的项，客户选择组合框中客户名称也称将减少一个；如果增加一个客户信息，则客户列表中将增加一个客户，且组合框中也将增加一项。

## 1.2 初始设计 ##

M公司开发人员针对组件之间的交互关系进行了分析，发现：

（1）当用户单击“增加”、“删除”、“修改”或“查询”时，界面左侧的“客户选择组合框”、“客户列表”以及界面中的文本框将产生响应。

（2）当用户通过”客户选择组合框“选中某个客户姓名时，”客户列表“和文本框将产生响应。

（3）当用户通过“客户列表”选中某个客户姓名时，“客户选择组合框”和文本框将产生响应。

根据交互关系，开发人员绘制了如下图所示的初始类图。

![381412-20170910165119304-344838863.png][]

不难发现，上述设计存在以下问题：

（1）系统结构负责且耦合度高 => 复杂的网状结构，OMG！

（2）组件的可重用性差 => 由于每一个组件和其他组件之间都具有很强的关联，很难重用！

（3）系统的扩展性差 => 如果在上述系统中增加一个新的组件类，必须修改与之交互的各个组件源代码！

# 二、中介者模式概述 #

## 2.1 中介者模式简介 ##

如果在一个系统中对象之间存在多对多的相互关系，可以将对象之间的一些交互行为从各个对象中分离出来，并集中封装在一个中介者对象中，并由该中介者进行统一协调，这样对象之间多对多的复杂关系就转化为了相对简单的一对多关系。通过引入中介者来简化对象之间的复杂关系，它是迪米特法则的一个典型应用。

![381412-20170910170801210-847674429.png][]

> **中介者（Mediator）模式**：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示地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以相对独立地改变它们之间的交互。中介者模式又称为调停模式，它是一种对象行为型模式。

## 2.2 中介者模式结构 ##

在中介者模式中，引入了用于协调其他对象/类之间的相互调用的中介者类，为了让系统具有更好的灵活性和可扩展性，通常还提供了抽象中介者，其结构图如下图所示：

![381412-20170910171306022-645014576.png][]

中介者模式结构图中主要包含以下4个角色：

（1）Mediator（抽象中介者）：它定义了一个接口，该接口用于与各同事对象之间进行通信。

（2）ConcreteMediator（具体中介者）：它实现了接口，通过协调各个同事对象来实现协作行为，维持了各个同事对象的引用。

（3）Colleague（抽象同事类）：它定义了各个同事类公有的方法，并声明了一些抽象方法来供子类实现，同时维持了一个对抽象中介者类的引用，其子类可以通过该引用来与中介者通信。

（4）ConcreteColleague（具体同事类）：抽象同事类的子类，每一个同事对象需要和其他对象通信时，都需要先与中介者对象通信，通过中介者来间接完成与其他同事类的通信。

# 三、客户信息管理模块的重构实现 #

## 3.1 重构后的设计结构 ##

M公司开发人员借助中介者模式来重新设计结构如下图所示：

![381412-20170910172537835-1100386904.png][]

在具体实现时，为了确保系统有更好的灵活性和可扩展性，需要定义抽象中介者和抽象组件类，其中抽象组件类是所有具体组件类的公共父类，完整类图如下图所示：

![381412-20170910173359241-944642468.png][]

其中，Component充当抽象同事类，Button,List,ComboBox和TextBox充当具体同事类，Mediator充当抽象中介者类，ConcreteMediator充当具体中介类。在ConcreteMediator中维持了对具体同事对象的引用，为了简化ConcreteMediator类的代码，在其中只定义了一个Button对象和TextBox对象。

## 3.2 重构后的代码实现 ##

（1）抽象中介者：Mediator

/// <summary>
        /// 抽象中介者
        /// </summary>
        public abstract class Mediator
        {
            public abstract void ComponenetChanged(Component c);
        }

（2）具体中介者：ConcreteMediator

/// <summary>
        /// 具体中介者
        /// </summary>
        public class ConcreteMediator : Mediator
        {
            // 维持对各个同事对象的引用
            public Button addButton;
            public List list;
            public TextBox userNameTextBox;
            public ComboBox cb;
    
            // 封装同事对象之间的交互
            public override void ComponenetChanged(Component c)
            {
                // 单击按钮
                if (c == addButton)
                {
                    Console.WriteLine("-- 单击增加按钮 --");
                    list.Update();
                    cb.Update();
                    userNameTextBox.Update();
                }
                // 从列表框选择客户
                else if (c == list)
                {
                    Console.WriteLine("-- 从列表框选择客户 --");
                    cb.Select();
                    userNameTextBox.SetText();
                }
                // 从组合框选择客户
                else if (c == cb)
                {
                    Console.WriteLine("-- 从组合框选择客户 --");
                    cb.Select();
                    userNameTextBox.SetText();
                }
            }
        }

（3）抽象同事类：Colleague

/// <summary>
        /// 抽象同事类：抽象组件
        /// </summary>
        public abstract class Component
        {
            protected Mediator mediator;
    
            public void SetMediator(Mediator mediator)
            {
                this.mediator = mediator;
            }
    
            // 转发调用
            public void Changed()
            {
                mediator.ComponenetChanged(this);
            }
    
            public abstract void Update();
        }

（4）具体同事类：ConcreteColleague

/// <summary>
        /// 具体同事类：按钮组件
        /// </summary>
        public class Button : Component
        {
            public override void Update()
            {
                // 按钮不产生响应
            }
        }
    
        /// <summary>
        /// 具体同事类：列表框组件
        /// </summary>
        public class List : Component
        {
            public override void Update()
            {
                Console.WriteLine("列表框增加一项：张无忌");
            }
    
            public void Select()
            {
                Console.WriteLine("列表框选中项：小龙女");
            }
        }
    
        /// <summary>
        /// 具体同事类：组合框组件
        /// </summary>
        public class ComboBox : Component
        {
            public override void Update()
            {
                Console.WriteLine("组合框增加一项：张无忌");
            }
    
            public void Select()
            {
                Console.WriteLine("组合框选中项：小龙女");
            }
        }
    
        /// <summary>
        /// 具体同事类：文本框组件
        /// </summary>
        public class TextBox : Component
        {
            public override void Update()
            {
                Console.WriteLine("客户信息增加成功后文本框清空");
            }
    
            public void SetText()
            {
                Console.WriteLine("文本框显示：小龙女");
            }
        }
    
        /// <summary>
        /// 具体同事类：标签组件
        /// </summary>
        public class Label : Component
        {
            public override void Update()
            {
                Console.WriteLine("文本标签内容改变，客户信息总数量加1");
            }
        }

（5）客户端测试：

public class Program
        {
            public static void Main()
            {
                // Step1.定义中介者对象
                ConcreteMediator mediator = new ConcreteMediator();
    
                // Step2.定义同事对象
                Button addButton = new Button();
                List list = new List();
                ComboBox cb = new ComboBox();
                TextBox userNameTextBox = new TextBox();
    
                addButton.SetMediator(mediator);
                list.SetMediator(mediator);
                cb.SetMediator(mediator);
                userNameTextBox.SetMediator(mediator);
    
                mediator.addButton = addButton;
                mediator.list = list;
                mediator.cb = cb;
                mediator.userNameTextBox = userNameTextBox;
    
                // Step3.点击增加按钮
                addButton.Changed();
    
                Console.WriteLine("---------------------------------------------");
    
                // Step4.从列表框选择客户
                list.Changed();
            }
        }

调试运行后的结果如下所示：

![381412-20170910174625976-1991424465.png][]

# 四、中介者模式小结 #

## 4.1 主要优点 ##

（1）简化了对象之间的交互，它用中介者和同事的**一对多交互替代了原来同事之间的多对多交互**。

（2）将各同事对象解耦，可以独立地改变和复用每个同事和中介者，增加新的中介和同事很方便，符合开闭原则。

（3）可以减少大量同事子类的生成，改变同事行为只需要生成新的中介者子类即可。

## 4.2 主要缺点 ##

具体中介者子类中包含了大量的同事之间的交互细节，可能会导致具体中介者类非常复杂，使得系统难以维护。

## 4.3 应用场景 ##

（1）系统中对象之间存在复杂的引用关系 => 系统结构混乱且难以理解

（2）一个对象由于引用了其他很多对象并且直接和这些对象通信 => 难以复用该对象

（3）想要通过一个中间类来封装多个类的行为又不想生成太多子类 => 引入中介者即可实现

# 参考资料 #

![DesignPattern][]

（1）刘伟，《设计模式的艺术—软件开发人员内功修炼之道》

作者：[周旭龙][Link 1]

出处：[http://edisonchou.cnblogs.com][http_edisonchou.cnblogs.com]

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[381412-20170910173359241-944642468.png]: /images/20220329/3c0130379c6441eea7165ff944509df8.png
[381412-20170910174625976-1991424465.png]: /images/20220329/a2d41d90fc72459697a3b1803dc873ff.png
[DesignPattern]: /images/20220329/09f7bceb40544c0f93486de806012e5e.png
[Link 1]: http://www.edisonchou.cn
[http_edisonchou.cnblogs.com]: http://edisonchou.cnblogs.com