设计模式 -- 中介者模式（Mediator Pattern）

news2024/12/27 13:33:41

1 问题引出

1.1 智能家庭项

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

1.2 传统方案

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

各个电器对象彼此联系，你中有我，我中有你，不利于松耦合.

各个电器对象之间所传递的消息(参数)，容易混乱

当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、扩展性都不理想考虑中介者模式

2 基本介绍

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

3 原理结构图

3.1 类图

3.2 说明

中介者（Mediator）：定义一个接口，用于管理不同同事对象之间的通信。
具体中介者（Concrete Mediator）：实现中介者接口，并持有所有具体同事类的引用，协调它们之间的交互。
抽象同事（Colleague）：定义同事对象的公共接口，包含与中介者通信的方法。
具体同事（Concrete Colleague）：实现抽象同事接口，通过中介者与其他同事对象进行间接通信。

3.3 作用与原理

中转作用：中介者提供中转作用，各个同事对象不再需要显式引用其他同事，只需与中介者通信即可。这降低了系统中的耦合度，简化了对象间的依赖关系。
协调作用：中介者可以进一步封装协调逻辑，根据请求内容和当前状态决定如何响应或转发请求给适当的同事对象。这使得系统更加灵活和可扩展。

4 应用实例

4.1 类图

4.2 代码实现

client

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);
    }
}

Alarm

// 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);
    }

}

CoffeeMachine

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);
    }
}

Colleague

// 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);
}

ConcreteMediator

// 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;
    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() {

    }

}

Curtains

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!");
    }
}

Mediator

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();
}

TV

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!");
    }
}