设计模式之中介者模式

中介者模式（Mediator Pattern）是一种对象行为型模式，主要用于降低系统中对象之间的耦合度，通过引入一个中介者来封装对象之间的交互，使得对象之间的交互更加灵活和可扩展。以下是中介者模式的详细介绍：

一、定义与原理

定义：中介者模式定义了一个中介对象来封装一系列对象之间的交互，使原有对象之间的耦合松散，且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式又叫调停模式，是迪米特法则（最少知识原则）的典型应用。

原理：在中介者模式中，各个对象不再直接相互引用和通信，而是通过中介者来进行间接通信。中介者负责协调各个对象之间的交互，降低了对象之间的耦合性，提高了系统的灵活性和可维护性。

二、主要角色及类图

中介者模式类图：

主要角色：

抽象中介者（Mediator）：定义了中介者的接口，提供了同事对象注册与转发同事对象信息的抽象方法。
具体中介者（ConcreteMediator）：实现中介者接口，定义一个集合来管理同事对象，协调各个同事角色之间的交互关系。
抽象同事类（Colleague）：定义同事类的接口，保存中介者对象，提供同事对象交互的抽象方法，实现所有相互影响的同事类的公共功能。
具体同事类（Concrete Colleague）：是抽象同事类的实现者，当需要与其他同事对象交互时，由中介者对象负责后续的交互。

三、优点

降低了对象之间的耦合性：通过引入中介者，使得对象之间的直接依赖关系转变为对中介者的依赖，降低了对象之间的耦合性。
提高了系统的灵活性：由于对象之间的交互被封装在中介者中，因此可以独立地改变对象之间的交互方式，而不需要修改对象本身的代码。
易于维护和扩展：由于对象之间的交互被中介者所管理，因此当需要增加新的交互或修改现有交互时，只需要修改中介者的代码即可，降低了系统的维护成本和扩展难度。

四、缺点

中介者可能会变得复杂：当同事类数量较多时，中介者需要处理大量的交互逻辑，可能会导致中介者的代码变得复杂和难以维护。
中介者可能成为系统的瓶颈：由于所有的交互都需要通过中介者来进行，因此中介者的性能可能会成为系统的瓶颈。

五、应用场景

中介者模式适用于以下场景：

系统中对象之间存在比较复杂的引用关系，导致它们之间的依赖关系结构混乱而且难以复用该对象。
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。

例如，在聊天室系统中，可以使用中介者模式来管理用户之间的通信；在航空管制系统中，可以使用中介者模式来管理飞机之间的通信；在MVC框架中，控制器（Controller）可以作为模型（Model）和视图（View）之间的中介者等。

六、实现例子

下面是一个简单的Java示例，模拟了一个聊天室场景，其中有多名用户（User）通过聊天室（ChatRoom，即中介者）进行通信。

首先，定义中介者接口：

java 复制代码

public interface Mediator {  
    void sendMessage(String from, String to, String message);  
    void broadcastMessage(String from, String message);  
}

然后，实现中介者类（ChatRoom）：

java 复制代码

import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
  
public class ChatRoom implements Mediator { 
    //这里用list，生产环境用map效率更高，这里仅做演示用
    private List<User> users = new ArrayList<>();  
  
    @Override  
    public void sendMessage(String from, String to, String message) {  
        for (User user : users) {  
            if (user.getName().equals(to)) {  
                user.receiveMessage(from, message);  
                break;  
            }  
        }  
    }  
  
    @Override  
    public void broadcastMessage(String from, String message) {  
        for (User user : users) {  
            if (!user.getName().equals(from)) {  
                user.receiveMessage(from, message);  
            }  
        }  
    }  
  
    public void registerUser(User user) {  
        users.add(user);  
        user.setMediator(this);  
    }  
}

接下来，定义用户类（User），它依赖于中介者进行通信：

java 复制代码

public class User {  
    private String name;  
    private Mediator mediator;  
  
    public User(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
  
    public void setMediator(Mediator mediator) {  
        this.mediator = mediator;  
    }  
  
    public void sendMessage(String to, String message) {  
        mediator.sendMessage(this.name, to, message);  
    }  
  
    public void broadcastMessage(String message) {  
        mediator.broadcastMessage(this.name, message);  
    }  
  
    public void receiveMessage(String from, String message) {  
        System.out.println(from + " says to " + this.name + ": " + message);  
    }  
}

最后，是客户端代码，用于演示如何使用这个中介者模式：

java 复制代码

public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        ChatRoom chatRoom = new ChatRoom();  
  
        User alice = new User("Alice");  
        User bob = new User("Bob");  
        User charlie = new User("Charlie");  
  
        chatRoom.registerUser(alice);  
        chatRoom.registerUser(bob);  
        chatRoom.registerUser(charlie);  
  
        alice.sendMessage("Bob", "Hello Bob!");  
        charlie.broadcastMessage("Hello everyone!");  
    }  
}

在这个例子中，ChatRoom 是中介者，负责用户之间的消息传递。用户（User）通过中介者（ChatRoom）来发送和接收消息，而不需要直接与其他用户交互，从而降低了类之间的耦合度。

七、总结

中介者模式是一种有效的设计模式，它通过引入中介者来封装对象之间的交互，降低了对象之间的耦合性，提高了系统的灵活性和可维护性。然而，在使用中介者模式时也需要注意其潜在的缺点，并根据实际情况选择合适的应用场景。

如果中介者模式对你有用，记得点赞收藏。