深入浅出设计模式——中介者模式（Mediator Pattern）

2021-12-09 00:57:06

模式动机

在用户与用户直接聊天的设计方案中，用户对象之间存在很强的关联性，将导致系统出现如下问题：
 系统结构复杂：对象之间存在大量的相互关联和调用，若有一个对象发生变化，则需要跟踪和该对象关联的其他所有对象，并进行适当处理。
 对象可重用性差：由于一个对象和其他对象具有很强的关联，若没有其他对象的支持，一个对象很难被另一个系统或模块重用，这些对象表现出来更像一个不可分割的整体，职责较为混乱。
 系统扩展性低：增加一个新的对象需要在原有相关对象上增加引用，增加新的引用关系也需要调整原有对象，系统耦合度很高，对象操作很不灵活，扩展性差。
在面向对象的软件设计与开发过程中，根据“单一职责原则”，我们应该尽量将对象细化，使其只负责或呈现单一的职责。
对于一个模块，可能由很多对象构成，而且这些对象之间可能存在相互的引用，为了减少对象两两之间复杂的引用关系，使之成为一个松耦合的系统，我们需要使用中介者模式，这就是中介者模式的模式动机。

模式定义
中介者模式(Mediator Pattern)定义：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。中介者模式又称为调停者模式，它是一种对象行为型模式。
Mediator Pattern: Define an object that encapsulates how a set of objects interact. Mediator promotes loose coupling by keeping objects from referring to each other explicitly, and it lets you vary their interaction independently.
Frequency of use: medium low
UML图

模式结构
中介者模式包含如下角色：
Mediator: 抽象中介者
ConcreteMediator: 具体中介者
Colleague: 抽象同事类
ConcreteColleague: 具体同事类

模式分析
中介者模式可以使对象之间的关系数量急剧减少：

模式分析
中介者承担两方面的职责：
 中转作用（结构性）：通过中介者提供的中转作用，各个同事对象就不再需要显式引用其他同事，当需要和其他同事进行通信时，通过中介者即可。该中转作用属于中介者在结构上的支持。
 协调作用（行为性）：中介者可以更进一步的对同事之间的关系进行封装，同事可以一致地和中介者进行交互，而不需要指明中介者需要具体怎么做，中介者根据封装在自身内部的协调逻辑，对同事的请求进行进一步处理，将同事成员之间的关系行为进行分离和封装。该协调作用属于中介者在行为上的支持。
中介者模式就是迪米特法则的一个典型应用。

模式实例与解析
世界需要和平—中介者模式示例

体系结构

Mediator: 抽象中介者 UnitedNations.cs

namespace MediatorPattern

{

    //联合国机构 相当于Mediator类

    abstract class UnitedNations

    {

        public abstract void Declare(string message, Country colleague);

    }

}

ConcreteMediator: 具体中介者 UnitedNationsSecurityCouncil.cs

namespace MediatorPattern

{

    class UnitedNationsSecurityCouncil : UnitedNations

    {

        private USA colleaguel;

        private Iraq colleague2;

        //联合国安理会会了解所有的国家，所以拥有美国和伊拉克的对象属性

        public USA Colleague1

        {

            set { colleaguel = value; }

        }

        public Iraq Colleague2

        {

            set { colleague2 = value; }

        }

        public override void Declare(string message, Country colleague)

        {

            if (colleague == colleaguel)

            {

                colleague2.GetMessage(message);

            }

            else

            {

                colleaguel.GetMessage(message);

            }

        }

    }

}

Colleague: 抽象同事类 Country.cs

namespace MediatorPattern

{

    //国家 相当于Colleague类

    abstract class Country

    {

        protected UnitedNations mediator;

        public Country(UnitedNations mediator)

        {

            this.mediator = mediator;

        }

    }

}

ConcreteColleague: 具体同事类 USA.cs

using System;

namespace MediatorPattern

{

    //美国类 相当于ConcreteColleaguel类

    class USA : Country

    {

        public USA(UnitedNations mediator)

            : base(mediator)

        {

        }

        public void Declare(string message)

        {

            mediator.Declare(message, this);

        }

        //获得消息

        public void GetMessage(string message)

        {

            Console.WriteLine("美国获得对方信息:" + message);

        }

    }

}

Iraq.cs

using System;

namespace MediatorPattern

{

    //伊拉克类 相当于ConcreteColleague2类

    class Iraq : Country

    {

        public Iraq(UnitedNations mediator)

            : base(mediator)

        {

        }

        public void Declare(string message)

        {

            mediator.Declare(message, this);

        }

        //获得消息

        public void GetMessage(string message)

        {

            Console.WriteLine("伊拉克获得对方信息:" + message);

        }

    }

}

Client：客户类

using System;

namespace MediatorPattern

{

    class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

            UnitedNationsSecurityCouncil UNSC = new UnitedNationsSecurityCouncil();

            USA c1 = new USA(UNSC);

            Iraq c2 = new Iraq(UNSC);

            UNSC.Colleague1 = c1;

            UNSC.Colleague2 = c2;

            c1.Declare("不准研制核武器，否则要发动战争！");

            c2.Declare("我们没有核武器，也不怕侵略");

            Console.Read();

        }

    }

}

模式优缺点
中介者模式的优点
 简化了对象之间的交互。
 将各同事解耦。
 减少子类生成。
 可以简化各同事类的设计和实现。
中介者模式的缺点
 在具体中介者类中包含了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。

模式适用环境
在以下情况下可以使用中介者模式：
 系统中对象之间存在复杂的引用关系，产生的相互依赖关系结构混乱且难以理解。
 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，导致难以复用该对象。
 想通过一个中间类来封装多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。可以通过引入中介者类来实现，在中介者中定义对象交互的公共行为，如果需要改变行为则可以增加新的中介者类。

【声明与感谢】
本文，站在许多巨人的肩膀上，借鉴和引用了许多他人拥有版权的作品或著述，在此，对前人们的贡献致谢。并同时公布引用的内容、原作者或来源（一些来源于互联网的内容本人无法追述本源，深表遗憾）。

【参考文献】
《设计模式—可复用面向对象软件的基础》作者: [美] Erich Gamma / Richard Helm / Ralph Johnson / John Vlissides 译者: 李英军 / 马晓星 / 蔡敏 / 刘建中等机械工业出版社
《重构—改善既有代码的设计》作者: Martin Fowler译者：候捷中国电力出版社
《敏捷软件开发—原则、模式与实践》作者: Robert C. Martin 清华大学出版社
《程序员修炼之道—从小工到专家》作者: Andrew Hunt / David Thomas 电子工业出版社
《Head First 设计模式》作者: 弗里曼译者: O'Reilly *公司中国电力出版社
《设计模式之禅》作者: 秦小波机械工业出版社
MSDN WebCast 《C#面向对象设计模式纵横谈》讲师：李建忠
刘伟. 设计模式. 北京：清华大学出版社, 2011.
刘伟. 设计模式实训教程. 北京：清华大学出版社, 2012.
《大话设计模式》作者: 程杰清华大学出版社
《C#图解教程》作者: 索利斯译者: 苏林 / 朱晔人民邮电出版社
《你必须知道的.NET》作者: 王涛
《项目中的.NET》作者: 李天平电子工业出版社
《Microsoft .NET企业级应用架构设计》作者: （美）埃斯波西托等编著译者: 陈黎夫
http://www.dofactory.com/Patterns/Patterns.aspx .NET Design Patterns
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