設計模式的征途—22.中介者（Mediator）模式

我們都用過QQ，它有兩種聊天方式：一是私聊，二是群聊。使用QQ群，一個使用者就可以向多個使用者發送相同的資訊和檔案，進而無需一一發送，節省大量時間。通過引入群的機制，極大地減少系統中使用者之間的兩兩通信，使用者與使用者之間的聯系可以通過群的機制來實作。在有些軟體中，某些類/對象之間的互相調用關系錯綜複雜，類似于QQ使用者之間的關系，此時，特别需要一個類似“QQ群”一樣的中間類來協調這些類/對象之間的複雜關系，以降低系統的耦合度。是以，一個設計模式是以誕生，它就是中介者模式。

我們都用過QQ，它有兩種聊天方式：一是私聊，二是群聊。使用QQ群，一個使用者就可以向多個使用者發送相同的資訊和檔案，進而無需一一發送，節省大量時間。通過引入群的機制，極大地減少系統中使用者之間的兩兩通信，使用者與使用者之間的聯系可以通過群的機制來實作。

在有些軟體中，某些類/對象之間的互相調用關系錯綜複雜，類似于QQ使用者之間的關系，此時，特别需要一個類似“QQ群”一樣的中間類來協調這些類/對象之間的複雜關系，以降低系統的耦合度。是以，一個設計模式是以誕生，它就是中介者模式。

中介者模式（Mediator）

學習難度：★★★☆☆

使用頻率：★★☆☆☆

一、客戶資訊管理子產品的初始設計

1.1 需求背景

Background：M公司欲開發一套CRM系統，其中包含一個客戶資訊管理子產品，所涉及的“客戶資訊管理視窗”界面效果圖如下圖所示：

M公司開發人員通過分析發現，在上圖中，界面元件之間存在較為複雜的互動關系：如果删除一個客戶，則将從客戶清單中删掉對應的項，客戶選擇組合框中客戶名稱也稱将減少一個；如果增加一個客戶資訊，則客戶清單中将增加一個客戶，且組合框中也将增加一項。　　

1.2 初始設計

　　M公司開發人員針對元件之間的互動關系進行了分析，發現：

　　（1）當使用者單擊“增加”、“删除”、“修改”或“查詢”時，界面左側的“客戶選擇組合框”、“客戶清單”以及界面中的文本框将産生響應。

　　（2）當使用者通過”客戶選擇組合框“選中某個客戶姓名時，”客戶清單“和文本框将産生響應。

　　（3）當使用者通過“客戶清單”選中某個客戶姓名時，“客戶選擇組合框”和文本框将産生響應。

　　根據互動關系，開發人員繪制了如下圖所示的初始類圖。

　　不難發現，上述設計存在以下問題：

　　（1）系統結構負責且耦合度高 => 複雜的網狀結構，OMG！

　　（2）元件的可重用性差 =>  由于每一個元件和其他元件之間都具有很強的關聯，很難重用！

　　（3）系統的擴充性差 => 如果在上述系統中增加一個新的元件類，必須修改與之互動的各個元件源代碼！

二、中介者模式概述

2.1 中介者模式簡介

　　如果在一個系統中對象之間存在多對多的互相關系，可以将對象之間的一些互動行為從各個對象中分離出來，并集中封裝在一個中介者對象中，并由該中介者進行統一協調，這樣對象之間多對多的複雜關系就轉化為了相對簡單的一對多關系。通過引入中介者來簡化對象之間的複雜關系，它是迪米特法則的一個典型應用。

中介者（Mediator）模式：用一個中介對象來封裝一系列的對象互動，中介者使各對象不需要顯示地互相引用，進而使其耦合松散，而且可以相對獨立地改變它們之間的互動。中介者模式又稱為調停模式，它是一種對象行為型模式。　　

2.2 中介者模式結構

　　在中介者模式中，引入了用于協調其他對象/類之間的互相調用的中介者類，為了讓系統具有更好的靈活性和可擴充性，通常還提供了抽象中介者，其結構圖如下圖所示：

　　中介者模式結構圖中主要包含以下4個角色：

　　（1）Mediator（抽象中介者）：它定義了一個接口，該接口用于與各同僚對象之間進行通信。

　　（2）ConcreteMediator（具體中介者）：它實作了接口，通過協調各個同僚對象來實作協作行為，維持了各個同僚對象的引用。

　　（3）Colleague（抽象同僚類）：它定義了各個同僚類公有的方法，并聲明了一些抽象方法來供子類實作，同時維持了一個對抽象中介者類的引用，其子類可以通過該引用來與中介者通信。

　　（4）ConcreteColleague（具體同僚類）：抽象同僚類的子類，每一個同僚對象需要和其他對象通信時，都需要先與中介者對象通信，通過中介者來間接完成與其他同僚類的通信。

三、客戶資訊管理子產品的重構實作

3.1 重構後的設計結構

　　M公司開發人員借助中介者模式來重新設計結構如下圖所示：

　　在具體實作時，為了確定系統有更好的靈活性和可擴充性，需要定義抽象中介者和抽象元件類，其中抽象元件類是所有具體元件類的公共父類，完整類圖如下圖所示：

　　其中，Component充當抽象同僚類，Button,List,ComboBox和TextBox充當具體同僚類，Mediator充當抽象中介者類，ConcreteMediator充當具體中介類。在ConcreteMediator中維持了對具體同僚對象的引用，為了簡化ConcreteMediator類的代碼，在其中隻定義了一個Button對象和TextBox對象。

3.2 重構後的代碼實作

　　（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）具體中介者：ConcreteMediator

/// <summary>
    /// 具體中介者
    /// </summary>
    public class ConcreteMediator : Mediator
    {
        // 維持對各個同僚對象的引用
        public Button addButton;
        public List list;
        public TextBox userNameTextBox;
        public ComboBox cb;

        // 封裝同僚對象之間的互動
        public override void ComponenetChanged(Component c)
        {
            // 單擊按鈕
            if (c == addButton)
            {
                Console.WriteLine("-- 單擊增加按鈕 --");
                list.Update();
                cb.Update();
                userNameTextBox.Update();
            }
            // 從清單框選擇客戶
            else if (c == list)
            {
                Console.WriteLine("-- 從清單框選擇客戶 --");
                cb.Select();
                userNameTextBox.SetText();
            }
            // 從組合框選擇客戶
            else if (c == cb)
            {
                Console.WriteLine("-- 從組合框選擇客戶 --");
                cb.Select();
                userNameTextBox.SetText();
            }
        }
    }      

　　（3）抽象同僚類：Colleague

/// <summary>
    /// 抽象同僚類：抽象元件
    /// </summary>
    public abstract class Component
    {
        protected Mediator mediator;

        public void SetMediator(Mediator mediator)
        {
            this.mediator = mediator;
        }

        // 轉發調用
        public void Changed()
        {
            mediator.ComponenetChanged(this);
        }

        public abstract void Update();
    }      

　　（4）具體同僚類：ConcreteColleague

/// <summary>
    /// 具體同僚類：按鈕元件
    /// </summary>
    public class Button : Component
    {
        public override void Update()
        {
            // 按鈕不産生響應
        }
    }

    /// <summary>
    /// 具體同僚類：清單框元件
    /// </summary>
    public class List : Component
    {
        public override void Update()
        {
            Console.WriteLine("清單框增加一項：張無忌");
        }

        public void Select()
        {
            Console.WriteLine("清單框選中項：小龍女");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 具體同僚類：組合框元件
    /// </summary>
    public class ComboBox : Component
    {
        public override void Update()
        {
            Console.WriteLine("組合框增加一項：張無忌");
        }

        public void Select()
        {
            Console.WriteLine("組合框選中項：小龍女");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 具體同僚類：文本框元件
    /// </summary>
    public class TextBox : Component
    {
        public override void Update()
        {
            Console.WriteLine("客戶資訊增加成功後文本框清空");
        }

        public void SetText()
        {
            Console.WriteLine("文本框顯示：小龍女");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 具體同僚類：标簽元件
    /// </summary>
    public class Label : Component
    {
        public override void Update()
        {
            Console.WriteLine("文本标簽内容改變，客戶資訊總數量加1");
        }
    }      

　　（5）用戶端測試：

public class Program
    {
        public static void Main()
        {
            // Step1.定義中介者對象
            ConcreteMediator mediator = new ConcreteMediator();

            // Step2.定義同僚對象
            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.點選增加按鈕
            addButton.Changed();

            Console.WriteLine("---------------------------------------------");

            // Step4.從清單框選擇客戶
            list.Changed();
        }
    }      

　　調試運作後的結果如下所示：

　　

四、中介者模式小結

4.1 主要優點

　　（1）簡化了對象之間的互動，它用中介者和同僚的一對多互動替代了原來同僚之間的多對多互動。

　　（2）将各同僚對象解耦，可以獨立地改變和複用每個同僚和中介者，增加新的中介和同僚很友善，符合開閉原則。

　　（3）可以減少大量同僚子類的生成，改變同僚行為隻需要生成新的中介者子類即可。

4.2 主要缺點

　　具體中介者子類中包含了大量的同僚之間的互動細節，可能會導緻具體中介者類非常複雜，使得系統難以維護。

4.3 應用場景

　　（1）系統中對象之間存在複雜的引用關系 => 系統結構混亂且難以了解

　　（2）一個對象由于引用了其他很多對象并且直接和這些對象通信 => 難以複用該對象

　　（3）想要通過一個中間類來封裝多個類的行為又不想生成太多子類 => 引入中介者即可實作

參考資料

　　（1）劉偉，《設計模式的藝術—軟體開發人員内功修煉之道》

作者：周旭龍

出處：http://edisonchou.cnblogs.com

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