軟件設計模式學習（二十一）中介者模式

對於那些存在對象之間複雜交互關係的系統，中介者模式提供了一種簡化複雜交互的解決方案，即通過引入一箇中介者，將原本對象之間的兩兩交互轉化爲每個對象與中介者之間的交互

模式動機

以微信聊天爲例，可以用戶與用戶直接聊天，也可以通過微信羣聊天。前者的話，用戶要和別的用戶加爲好友，即用戶和用戶之間存在多對多關係，一個用戶如果要將相同的信息發送給所有其他用戶，必須一個一個發送。而如果使用羣聊天，一個用戶可以向多個用戶發送相同信息而無須一一進行發送，只需將信息發送到羣中即可，羣的作用就是將發送者所發送的信息轉發給每一個接收者用戶。

在用戶與用戶直接聊天的設計方案中，用戶對象之間存在很強關聯性，將導致系統出現如下問題：

系統結構複雜
對象可重用性差
系統擴展混亂

根據單一職責原則，我們應儘量將對象細化，使其只負責單一職責。一個由很多對象構成的模塊，爲了減少對象兩兩之間複雜的引用關係，我們需要使用中介者模式，這就是中介者模式的模式動機。

模式定義

用一箇中介對象來封裝一系列對象交互，中介者使各對象不需顯式地相互引用，從而使其耦合鬆散，而且可以獨立改變它們之間的交互。中介者模式又稱調停者模式，它是一種對象行爲型模式。

模式結構

Mediator（抽象中介者）

定義一個接口，該接口應用於各同事對象之間的通信
ConcreteMediator（具體中介者）

抽象中介類的子類，通過協調各個同事對象來實現協作行爲，瞭解並維護它對各個同事對象的引用。
Colleague（抽象同事類）

定義各同事的公有方法
ConcreteColleague（具體同事類）

每一個同事對象都引用一箇中介者對象，每一個同事對象在需要時和其他同事對象通信時，先與中介者通信，通過中介者來間接完成與其他同事的通信

模式分析

通過引入中介者對象，可以將系統的網狀結構變成以中介者爲中心的星狀結構。在這個形狀結構中，同事對象不再直接與另一個對象聯繫，它通過中介者對象與另一個對象發生相互作用。

如果對象之間存在多對多的相互關係，可以將對象之間的一些交互行爲從各個對象中分離出來，並集中封裝在一箇中介者對象中，並由該中介者進行通信和協調，這樣對象間的多對多的複雜關係就可以通過簡單的多對一關係實現，符合迪米特法則，即“只與你直接的朋友們通信，而且只要可能，朋友數目越少越好”。

中介者承擔了以下兩方面的職責：

中轉作用：通過中介者提供的中轉作用，各個同事對象不需要顯式引用其他同事，當需要和其他同事進行通信時，通過中介者即可
協調作用：中介者可以更進一步對同事之間的關係進行封裝，同事一致地和中介者進行交互，而不需要指明中介者具體怎麼做。中介者根據封裝在自身內部的邏輯協調，對同事的請求進行進一步處理，將同事成員之間的關係行爲進行分離和封裝

模式實例之虛擬聊天室

某論壇會員通過聊天室進行信息交流，普通會員（CommonMember）可以給其他會員發送文本信息，鑽石會員（DiamondMember）既可以給其他會員發送文本信息，還可以發送圖片信息。聊天室可以對不雅字符進行過濾，可以對發送圖片的大小進行控制。

抽象中介者類 AbstractChatroom（抽象聊天室類）

public abstract class AbstractChatroom {
    // 註冊同事對象的方法
    public abstract void register(Member member);
    // 同事之間發送文本信息方法
    public abstract void sendText(String from, String to, String message);
    // 同事之間發送圖片信息
    public abstract void sendImage(String from, String to, String image);
}

抽象同事類 Member（抽象會員類）

public abstract class Member {
	// 維持一個抽象中介者的引用，用於調用中介者的方法
    protected AbstractChatroom chatroom;
    protected String name;

    public Member(String name) {
        this.name = name;
    }

    public AbstractChatroom getChatroom() {
        return chatroom;
    }

    public void setChatroom(AbstractChatroom chatroom) {
        this.chatroom = chatroom;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
	
    // 由於不同類型會員發送文本信息和圖片信息的方式不同
    // 因此對這兩個方法進行抽象聲明
    public abstract void sendText(String to, String message);

    public abstract void sendImage(String to, String image);

    public void receiveText(String from, String message) {
        System.out.println(from + "發送文本給" + this.name + "，內容爲：" + message);
    }

    public void receiveImage(String from, String image) {
        System.out.println(from + "發送圖片給" + this.name + "，內容爲：" + image);
    }
}

具體中介者類 ChatGroup（具體聊天室類）

import java.util.Hashtable;

public class ChatGroup extends AbstractChatroom {
	
    // 定義一個集合對象存儲需要發生交互的同事對象
    private Hashtable<String, Member> members = new Hashtable<String, Member>();
	
    // 提供註冊方式，將同事對象加入集合中
    @Override
    public void register(Member member) {
        if (!members.contains(member)) {
            members.put(member.getName(), member);
            member.setChatroom(this);
        }
    }

    @Override
    public void sendText(String from, String to, String message) {
        Member member = members.get(to);
        String newMessage = message;
        //  模擬不雅字符過濾
        newMessage = message.replace("日", "*");
        // 調用會員接收方法
        member.receiveText(from, newMessage);
    }

    @Override
    public void sendImage(String from, String to, String image) {
        Member member = members.get(to);
        //  模擬圖片大小判斷
        if (image.length() > 5) {
            System.out.println("圖片太大，發送失敗");
        } else {
            // 調用會員接收方法
            member.receiveImage(from, image);
        }
    }
}

具體同事類 CommonMember（普通會員類）

public class CommonMember extends Member {

    public CommonMember(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void sendText(String to, String message) {
        System.out.println("普通會員發送信息：");
        chatroom.sendText(name, to, message);
    }

    @Override
    public void sendImage(String to, String image) {
        System.out.println("普通會員不能發送圖片！");
    }
}

具體同事類 DiamondMember（鑽石會員類）

public class DiamondMember extends Member {

    public DiamondMember(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void sendText(String to, String message) {
        System.out.println("鑽石會員發送信息：");
        chatroom.sendText(name, to, message);
    }

    @Override
    public void sendImage(String to, String image) {
        System.out.println("鑽石會員發送圖片");
        chatroom.sendImage(name, to, image);
    }
}

客戶端測試類 Client

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        AbstractChatroom happyChat = new ChatGroup();

        Member member1, member2, member3, member4, member5;
        member1 = new DiamondMember("張三");
        member2 = new DiamondMember("李四");
        member3 = new CommonMember("王五");
        member4 = new CommonMember("小芳");
        member5 = new CommonMember("小紅");

        happyChat.register(member1);
        happyChat.register(member2);
        happyChat.register(member3);
        happyChat.register(member4);
        happyChat.register(member5);

        member1.sendText("李四", "李四，你好");
        member2.sendText("張三", "張三，你好");
        member1.sendText("李四", "今天天氣不錯，有日");
        member2.sendImage("張三", "一個很大很大的太陽");
        member2.sendImage("張三", "太陽");
        member3.sendText("小芳", "還有問題嗎？");
        member3.sendText("小紅", "還有問題嗎？");
        member4.sendText("王五", "沒有了，謝謝");
        member5.sendText("王五", "我也沒有了");
        member5.sendImage("王五", "謝謝");
    }
}

運行結果

如果需要增加新的具體中介類，只需繼承抽象中介者類並實現其中方法即可，新的具體中介者類可以對信息進行不同的處理，客戶端只需修改少量代碼（如果使用配置文件的話可以不修改代碼）

如果增加新的同事類，繼承抽象同事類並實現即可，同事類之間無直接引用關係。本實例中，中介者對同事類的引用建立在抽象層，因此在客戶端實例化新增的同事類即可直接使用該對象

模式優缺點

中介者模式優點：

簡化對象間的交互。用中介者和同事的一對多交互代替了原來同事之間多對多交互，更利於理解、維護和擴展。
將各同事解耦。我們可以獨立的改變、增加和複用各同事和中介者，符合開閉原則
減少子類生成。中介者將原本分佈於多個對象的行爲集合在一起，改變這些行爲只需生成新的中介者子類即可，各個同事類可被重用。

中介者模式缺點：

具體中介者類包含了同事之間的交互細節，可能會導致中介者類非常複雜，難以維護。

模式適用環境

以下情況可以使用中介者模式：

系統對象之間存在複雜的引用關係
一個對象由於引用了其他很多對象並直接與其通信，導致難以複用該對象
想通過一箇中間類來封裝多個類的行爲，而又不想生成太多子類，可以使用中介者類，在中介者類中定義對象交互的公共行爲

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模式動機

模式定義

模式結構

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模式優缺點

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