軟體設計模式學習（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，即通過引入一個中介者，將原本對象之間的兩兩交互轉化為每個對象與中介者之間的交互模式動機以微信聊天為例，可以用戶與用戶直接聊天，也可以通過微信群聊天。前者的話，用戶要和別的用戶加為好友，即用戶和用戶之間存在多對多關 ...

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，即通過引入一個中介者，將原本對象之間的兩兩交互轉化為每個對象與中介者之間的交互

模式動機

以微信聊天為例，可以用戶與用戶直接聊天，也可以通過微信群聊天。前者的話，用戶要和別的用戶加為好友，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。而如果使用群聊天，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，只需將信息發送到群中即可，群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，為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

用一個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，它是一種對象行為型模式。

模式結構

Mediator（抽象中介者）

定義一個介面，該介面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為，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個中介者對象，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為中心的星狀結構。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為從各個對象中分離出來，並集中封裝在一個中介者對象中，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為進行分離和封裝

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元進行過濾，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 + "，內容為：" + message);
    }

    public void receiveImage(String from, String image) {
        System.out.println(from + "發送圖片給" + this.name + "，內容為：" + 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;
        //  模擬不雅字元過濾
        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、增加和復用各同事和中介者，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為集合在一起，改變這些行為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，導致難以復用該對象
想通過一個中間類來封裝多個類的行為，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為