• 中介者模式、备忘录模式


    中介者模式、备忘录模式

    中介者模式

    交给中介者去完成需求,让原本相互调用的组件解耦

    一、智能家庭项目

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PaXkHzBB-1625493899853)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705201913636.png)]

    智能家庭项目

    1)智能家庭包括各种设备, 闹钟、咖啡机、电视机、窗帘等

    2)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

    二、传统方案解决智能家庭管理问题

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PZdxTOOL-1625493899855)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705201917194.png)]

    三、传统的方式的问题分析

    1)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

    2)各个电器对象彼此联系,你中有我,我中有你,不利于松耦合

    3)各个电器对象之间所传递的消息(参数),容易混乱

    4)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

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DJIbjAya-1625493899857)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705204501216.png)]

    四、中介者模式基本介绍

    基本介绍
    1)中介者模式(Mediator Pattern),用一个中介对象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

    2)中介者模式属于行为型模式,使代码易于维护

    3)比如 MVC 模式,C(Controller 控制器)是 M(Model 模型)和 V(View 视图)的中介者,在前后端交互时起到了中间人的作用

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wz6Xacw6-1625493899862)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705204820361.png)]

    五、 中介者模式的原理类图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6xpK3z0r-1625493899866)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705205441898.png)] **对原理类图的说明-即(中介者模式的角色及职责)** > 1)Mediator 就是抽象中介者,定义了同事对象到中介者对象的接口 2)Colleague 是抽象同事类 3)ConcreteMediator 具体的中介者对象, 实现抽象方法, 他需要知道所有的具体的同事类,即以一个集合来管理 HashMap,并接受某个同事对象消息,完成相应的任务 4)ConcreteColleague 具体的同事类,会有很多, 每个同事只知道自己的行为, 而不了解其他同事类的行为(方法), 但是他们都依赖中介者对象

    六、中介者模式应用实例-智能家庭管理

    1)应用实例要求
    完成前面的智能家庭的项目,使用中介者模式
    2)类图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-u3Ka5kLQ-1625493899867)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705210344477.png)]

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-T50K9aRK-1625493899869)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705210842770.png)] 3)**代码实现** Alarm具体的同事类 闹钟

    //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);
        }
        
    }
    
    

    主函数

    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);
        }
    }
    
    CoffeeMachine
    
    ```java
    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

    //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!");
        }
    }
    
    

    七、中介者模式的注意事项和细节

    1)多个类相互耦合,会形成网状结构, 使用中介者模式将网状结构分离为星型结构,进行解耦
    2)减少类间依赖,降低了耦合,符合迪米特原则
    3)中介者承担了较多的责任,一旦中介者出现了问题,整个系统就会受到影响
    4)如果设计不当,中介者对象本身变得过于复杂,这点在实际使用时,要特别注意

    备忘录模式

    快照,恢复

    游戏角色有攻击力和防御力,在大战 Boss 前保存自身的状态(攻击力和防御力),当大战 Boss 后攻击力和防御力下降,从备忘录对象恢复到大战前的状态

    二、传统方案解决游戏角色恢复

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fgTfekd0-1625493899872)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705212544784.png)]

    三、传统的方式的问题分析

    1)一个对象,就对应一个保存对象状态的对象, 这样当我们游戏的对象很多时,不利于管理,开销也很大.

    2)传统的方式是简单地做备份,new 出另外一个对象出来,再把需要备份的数据放到这个新对象,但这就暴露了对象内部的细节

    3)解决方案: =; 备忘录模式

    四、备忘录模式基本介绍

    基本介绍
    1)备忘录模式(Memento Pattern)在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态

    2)可以这里理解备忘录模式:现实生活中的备忘录是用来记录某些要去做的事情,或者是记录已经达成的共同意见的事情,以防忘记了。

    在软件层面,备忘录模式有着相同的含义, 备忘录对象主要用来记录一个对象的某种状态,或者某些数据,当要做回退时,可以从备忘录对象里获取原来的数据进行恢复操作

    3)备忘录模式属于行为型模式

    五、备忘录类图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BUJUx6Nh-1625493899874)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705213912258.png)] **对原理类图的说明-即(备忘录模式的角色及职责)** > 1)originator : 对象(`需保存状态的对象`) 2)Memento :备忘录对象,`负责保存`好记录,即 Originator 内部状态 3)Caretaker: 守护者对象,负责保存多个备忘录对象, 使用集合`管理`,提高效率 4)说明:如果希望保存多个 originator 对象的不同时间的状态,也可以,只需要要 HashMap ;String, 集合;

    代码实现
    Caretaker管理者

    public class Caretaker {<!-- -->
        //在 List 集合中会有很多的备忘录对象
        private List;Memento; mementoList = new ArrayList;Memento;();
        
        public void add(Memento memento) {<!-- --> 
            mementoList.add(memento);
        }
    
        //获取到第 index 个 Originator 的 备忘录对象(即保存状态) 
        public Memento get(int index) {<!-- -->
            return mementoList.get(index);
        }
    }
    
    

    主函数

    public class Client {<!-- -->    public static void main(String[] args) {<!-- -->        Originator originator = new Originator(); //被保存者        Caretaker caretaker = new Caretaker();//管理者                originator.setState(" 状态#1  攻击力 100 ");                //保存了当前的状态        caretaker.add(originator.saveStateMemento());        originator.setState(" 状 态 #2 攻 击 力 80 ");         caretaker.add(originator.saveStateMemento());        originator.setState(" 状 态 #3 攻 击 力 50 ");         caretaker.add(originator.saveStateMemento());        System.out.println("当前的状态是 =" + originator.getState());        //希望得到状态 1, 将 originator 恢复到状态 1         originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));        System.out.println("恢复到状态 1 ,  当前的状态是");        System.out.println("当前的状态是 =" + originator.getState());    }}
    

    Memento保存者

    public class Memento {<!-- -->     //保存的信息,这里用String来使用,如果有多个    //则定义多个变量    private String state;        //构造器    public Memento(String state) {<!-- -->         super();        this.state = state;    }    public String getState() {<!-- -->         return state;    }}
    

    Originator被保存者

    @Datapublic class Originator {<!-- -->    private String state;//状态信息    //编写一个方法,可以保存一个状态对象 Memento    //因此编写一个方法,返回 Memento    public Memento saveStateMemento() {<!-- -->         return new Memento(state);    }    //通过备忘录对象,恢复状态    public void getStateFromMemento(Memento memento) {<!-- -->         state = memento.getState();    }}
    

    六、游戏角色恢复状态实例

    1)应用实例要求

    游戏角色有攻击力和防御力,在大战 Boss 前保存自身的状态(攻击力和防御力),当大战 Boss 后攻击力和防御力下降,从备忘录对象恢复到大战前的状态

    2)思路分析和图解(类图)

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jqE2eDYH-1625493899876)(C:/Users/PePe/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20210705212918075.png)]

    3)代码实现

    Caretaker管理者

    //守护者对象, 保存游戏角色的状态public class Caretaker {<!-- -->    //如果只保存一次状态    private Memento	memento;    //对 GameRole 保存多次状态    //private ArrayList;Memento; mementos;    //对多个游戏角色保存多个状态    //private HashMap;String, ArrayList;Memento;; rolesMementos;    public Memento getMemento() {<!-- -->         return memento;    }    public void setMemento(Memento memento) {<!-- -->         this.memento = memento;    }}
    

    主函数

    public class Client {<!-- -->    public static void main(String[] args) {<!-- -->        //创建游戏角色        GameRole gameRole = new GameRole();         gameRole.setVit(100);         gameRole.setDef(100);        System.out.println("和 boss 大战前的状态");         gameRole.display();        //把当前状态保存 caretaker        Caretaker caretaker = new Caretaker();         caretaker.setMemento(gameRole.createMemento());        System.out.println("和 boss 大战~~~");         gameRole.setDef(30);         gameRole.setVit(30);        gameRole.display();                System.out.println("大战后,使用备忘录对象恢复到站前");         gameRole.recoverGameRoleFromMemento(caretaker.getMemento());                System.out.println("恢复后的状态");         gameRole.display();    }    }
    

    GameRole游戏角色

    @Datapublic class GameRole {<!-- -->    private int vit;//攻击力    private int def;//防御力    //创建 Memento ,即根据当前的状态得到     Memento public Memento createMemento() {<!-- -->        return new Memento(vit, def);    }    //从备忘录对象,恢复 GameRole 的状态    public void recoverGameRoleFromMemento(Memento memento) {<!-- -->         this.vit = memento.getVit();        this.def = memento.getDef();    }    //显示当前游戏角色的状态     public void display() {<!-- -->        System.out.println("游戏角色当前的攻击力:" + this.vit + "  防御力: " + this.def);    }}
    

    Memento保存着

    @Datapublic class Memento {<!-- -->    private int vit;//攻击力    private int def;//防御力        public Memento(int vit, int def) {<!-- -->         super();        this.vit = vit;         this.def = def;    }}
    

    七、备忘录模式的注意事项和细节

    1)给用户 提供了一种可以恢复状态的机制,可以使用户能够比较方便地回到某个历史的状态
    2)实现了信息的封装,使得用户不需要关心状态的保存细节
    3)如果类的成员变量过多,势必会占用比较大的资源,而且每一次保存都会消耗一定的内存, 这个需要注意
    4)适用的应用场景
    1、后悔药。2、打游戏时的存档。3、Windows 里的 ctri + z。4、IE 中的后退。5、数据库的事务管理
    5)为了节约内存,备忘录模式可以和原型模式配合使用

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