设计模式的征途—22.中介者（Mediator）模式

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。

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。

中介者模式（Mediator）

学习难度：★★★☆☆

使用频率：★★☆☆☆

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：

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。

　　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。

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：

　　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：

　　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：

　　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：

　　

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

　　

　　（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

出处：http://edisonchou.cnblogs.com

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