行为型-中介者模式

JavaBoy_XJ2026-01-01 9:39

1. 项目结构

  1. 项目结构
bash 复制代码 
	mediator-pattern-demo/
	├── src/
	│   └── main/
	│       └── java/
	│           └── com/
	│               └── example/
	│                   └── mediator/
	│                       ├── Mediator.java
	│                       ├── ChatMediator.java
	│                       ├── User.java
	│                       ├── ChatUser.java
	│                       └── Main.java
	├── pom.xml
	└── README.md

  1. Maven配置文件 (pom.xml)

    xml 复制代码 
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 
         http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>mediator-pattern-demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- 如果需要测试，可以添加JUnit依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.13.2</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

2. 代码实现

  1. 中介者接口 (Mediator.java)

    java 复制代码 
    package com.example.mediator;

/**
 * 中介者接口
 * 定义同事对象与中介者交互的方法
 */
public interface Mediator {
    /**
     * 发送消息
     * @param message 消息内容
     * @param user 发送者
     */
    void sendMessage(String message, User user);
    
    /**
     * 添加用户
     * @param user 要添加的用户
     */
    void addUser(User user);
    
    /**
     * 移除用户
     * @param user 要移除的用户
     */
    void removeUser(User user);
}

  2. 具体中介者 - 聊天室 (ChatMediator.java)

    java 复制代码 
    package com.example.mediator;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 具体中介者 - 聊天室
 * 实现中介者接口，协调用户之间的通信
 */
public class ChatMediator implements Mediator {
    private List<User> users;
    private String chatRoomName;
    
    public ChatMediator(String chatRoomName) {
        this.users = new ArrayList<>();
        this.chatRoomName = chatRoomName;
        System.out.println("聊天室 '" + chatRoomName + "' 已创建");
    }
    
    @Override
    public void sendMessage(String message, User sender) {
        System.out.println("\n" + sender.getName() + " 在聊天室 '" + chatRoomName + "' 发送消息: " + message);
        
        // 向所有其他用户转发消息
        for (User user : users) {
            // 不向发送者自己发送消息
            if (user != sender) {
                user.receive(message, sender);
            }
        }
        
        // 记录系统消息
        System.out.println("消息已广播给 " + (users.size() - 1) + " 个用户");
    }
    
    @Override
    public void addUser(User user) {
        users.add(user);
        user.setMediator(this);
        System.out.println(user.getName() + " 加入了聊天室 '" + chatRoomName + "'");
    }
    
    @Override
    public void removeUser(User user) {
        users.remove(user);
        System.out.println(user.getName() + " 离开了聊天室 '" + chatRoomName + "'");
    }
    
    /**
     * 获取聊天室中的用户数量
     */
    public int getUserCount() {
        return users.size();
    }
    
    /**
     * 获取聊天室名称
     */
    public String getChatRoomName() {
        return chatRoomName;
    }
}

  3. 同事类接口 (User.java)

    java 复制代码 
    package com.example.mediator;

/**
 * 同事类接口
 * 定义用户与中介者交互的方法
 */
public abstract class User {
    protected Mediator mediator;
    protected String name;
    
    public User(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    /**
     * 发送消息
     * @param message 消息内容
     */
    public abstract void send(String message);
    
    /**
     * 接收消息
     * @param message 消息内容
     * @param sender 发送者
     */
    public abstract void receive(String message, User sender);
    
    /**
     * 设置中介者
     * @param mediator 中介者对象
     */
    public void setMediator(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
    
    /**
     * 获取用户名称
     */
    public String getName() {
        return name;
    }
}

  4. 具体同事类 - 聊天用户 (ChatUser.java)

    java 复制代码 
    package com.example.mediator;

/**
 * 具体同事类 - 聊天用户
 */
public class ChatUser extends User {
    private boolean isOnline;
    
    public ChatUser(String name) {
        super(name);
        this.isOnline = true;
    }
    
    @Override
    public void send(String message) {
        if (isOnline) {
            System.out.println("\n" + name + " 正在发送消息...");
            mediator.sendMessage(message, this);
        } else {
            System.out.println(name + " 当前离线，无法发送消息");
        }
    }
    
    @Override
    public void receive(String message, User sender) {
        if (isOnline) {
            System.out.println(name + " 收到来自 " + sender.getName() + " 的消息: " + message);
        } else {
            // 离线消息处理逻辑
            System.out.println(name + " 离线，消息已存储");
        }
    }
    
    /**
     * 设置在线状态
     * @param online 是否在线
     */
    public void setOnline(boolean online) {
        this.isOnline = online;
        String status = online ? "上线" : "离线";
        System.out.println(name + " 已" + status);
    }
    
    /**
     * 获取在线状态
     */
    public boolean isOnline() {
        return isOnline;
    }
}

  5. 主程序 (Main.java)

    java 复制代码 
    package com.example.mediator;

/**
 * 主程序 - 演示中介者模式
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("======= 中介者模式演示 - 聊天室应用 =======");
        
        // 创建中介者 - 聊天室
        ChatMediator chatRoom = new ChatMediator("设计模式讨论组");
        
        // 创建用户
        User alice = new ChatUser("Alice");
        User bob = new ChatUser("Bob");
        User charlie = new ChatUser("Charlie");
        User diana = new ChatUser("Diana");
        
        // 将用户加入聊天室
        chatRoom.addUser(alice);
        chatRoom.addUser(bob);
        chatRoom.addUser(charlie);
        chatRoom.addUser(diana);
        
        System.out.println("\n======= 开始聊天 =======");
        
        // 用户发送消息
        alice.send("大家好！今天我们来讨论中介者模式。");
        bob.send("中介者模式可以减少对象之间的直接耦合，对吧？");
        
        // 设置用户离线
        ((ChatUser)charlie).setOnline(false);
        
        // 继续发送消息
        diana.send("是的，它通过引入中介对象来协调对象间的交互。");
        
        // 离线用户发送消息
        charlie.send("这个模式在GUI开发中很常用。");
        
        // 用户重新上线
        ((ChatUser)charlie).setOnline(true);
        bob.send("Charlie，你回来了！");
        charlie.send("是的，我刚刚离线了一会儿。");
        
        // 移除用户
        chatRoom.removeUser(diana);
        
        // 剩余用户继续聊天
        alice.send("Diana离开了，我们继续讨论。");
        
        System.out.println("\n======= 聊天结束 =======");
        System.out.println("聊天室 '" + chatRoom.getChatRoomName() + "' 中还有 " + chatRoom.getUserCount() + " 个用户");
        
        // 演示中介者模式的另一个例子 - 飞机交通控制
        System.out.println("\n\n======= 中介者模式另一个例子 - 飞机交通控制 =======");
        
        // 创建航空交通控制中心
        Mediator atc = new AirTrafficControl();
        
        // 创建飞机
        User flight101 = new Flight("Flight-101", atc);
        User flight202 = new Flight("Flight-202", atc);
        User flight303 = new Flight("Flight-303", atc);
        
        // 飞机发送状态
        flight101.send("正在请求降落许可");
        flight202.send("正在爬升到10000英尺");
        flight303.send("报告当前位置：纬度40.7，经度-74.0");
    }
    
    /**
     * 另一个中介者实现 - 航空交通控制
     */
    static class AirTrafficControl implements Mediator {
        @Override
        public void sendMessage(String message, User user) {
            System.out.println("【航空交通控制中心】收到来自 " + user.getName() + " 的消息: " + message);
            System.out.println("【航空交通控制中心】正在处理请求...");
        }
        
        @Override
        public void addUser(User user) {
            System.out.println("【航空交通控制中心】" + user.getName() + " 已注册");
        }
        
        @Override
        public void removeUser(User user) {
            System.out.println("【航空交通控制中心】" + user.getName() + " 已注销");
        }
    }
    
    /**
     * 另一个同事类实现 - 飞机
     */
    static class Flight extends User {
        public Flight(String name, Mediator mediator) {
            super(name);
            this.mediator = mediator;
            mediator.addUser(this);
        }
        
        @Override
        public void send(String message) {
            System.out.println(name + " 发送: " + message);
            mediator.sendMessage(message, this);
        }
        
        @Override
        public void receive(String message, User sender) {
            System.out.println(name + " 收到来自控制中心的指令: " + message);
        }
    }
}

3. 构建和运行

  1. 构建项目

    bash 复制代码 
    mvn clean compile

  2. 运行程序

    bash 复制代码 
    mvn exec:java -Dexec.mainClass="com.example.mediator.Main"

4. 核心概念

项目解释：

  • Mediator（中介者接口）：定义同事对象与中介者交互的接口

  • ConcreteMediator（具体中介者）：实现中介者接口，协调各同事对象的行为

  • Colleague（同事类）：定义同事类的接口，每个同事对象都知道中介者对象

  • ConcreteColleague（具体同事类）：实现同事类接口，与其他同事对象通过中介者通信

模式优点：

  • 减少耦合：将对象间多对多的关联转变为一对多的关联，降低了对象之间的耦合度

  • 集中控制：将交互逻辑集中在中介者中，使得交互更容易理解和维护

  • 可扩展性：新增同事类时只需要与中介者交互，不需要修改其他同事类

适用场景：

  • 当对象之间存在复杂的引用关系时

  • 当需要创建一个运行于多个类之间的公共行为，又不想生成太多子类时

  • GUI应用程序中多个组件之间的交互

  • 聊天应用程序

  • 航空交通控制系统

  • 事件分发系统

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