原文:C#设计模式之十七中介者模式(Mediator Pattern)【行为型】
一、引言
今天我们开始讲“行为型”设计模式的第五个模式,该模式是【中介者模式】,英文名称是:Mediator Pattern。还是老套路,先从名字上来看看。“中介者模式”我第一次看到这个名称,我的理解是,在两个对象中间增加一个“中间对象”,“中间对象”协调两个对象的关系,但是随着理解的深入,“中间对象”处理关系的对象可能不只是两个对象,可能是三个对象,或者更多对象。中介者模式在现实生活中的例子很多,比如:A对象和B对象做生意,如果A对象和B对象是一次性买卖,没有讨价还价的过程,A对象和B对象直接见面更好。但是A对象或者B对象的想法经常变,每次想法的改变都通知对方,就会使对方很反感,而且也不利于生意的顺利进行。如果在A对象和B对象之间增加一个C对象,在最终确定之前不要告诉C对象,对方也就不知道(隔离了耦合,对方可以更具需求变化),等一方最终确定想法后,把最后决定告诉C对象,C对象再转告对方,这样就简化了A对象和B对象的交易过程,而且双方都很满意。在软件构建过程中,因为有了变化,才有增加中介者的需要,如果没有变化,可以一次搞定,直接硬编码也没关系,所以说“变化”是模式的前提,无论是什么模式,就因为有变化,我们需要抵御变化,才要使用相应的模式来解决问题。
二、中介者模式的详细介绍
2.1、动机(Motivate)
在软件构建过程中,经常会出现多个对象互相关联交互的情况,对象之间常常会维持一种复杂的引用关系,如果遇到一些需求的更改,这种直接的引用关系将面临不断地变化。
在这种情况下,我们可使用一个“中介对象”来管理对象间的关联关系,避免相互交互的对象之间的紧耦合引用关系,从而更好地抵御变化。
2.2、意图(Intent)
定义了一个中介对象来封装一系列对象之间的交互关系。中介者使各个对象之间不需要显式地相互引用,从而使耦合性降低,而且可以独立地改变它们之间的交互行为。 ——《设计模式》GoF
2.3、结构图(Structure)
2.4、模式的组成
可以看出,在中介者模式的结构图有以下角色:
(1)、抽象中介者角色(Mediator):在里面定义各个同事之间交互需要的方法,可以是公共的通信方法,也可以是小范围的交互方法。
(2)、具体中介者角色(ConcreteMediator):它需要了解并维护各个同事对象,并负责具体的协调各同事对象的交互关系。
(3)、抽象同事类(Colleague):通常为抽象类,主要约束同事对象的类型,并实现一些具体同事类之间的公共功能,比如,每个具体同事类都应该知道中介者对象,也就是具体同事类都会持有中介者对象,都可以到这个类里面。
(4)、具体同事类(ConcreteColleague):实现自己的业务,需要与其他同事通信时候,就与持有的中介者通信,中介者会负责与其他同事类交互。
2.5、中介者模式的代码实现
中介者模式在显示生活中也有类似的例子,不论是QQ群或者是微信群,或者手提电话,它们都是充当一个中间平台,QQ用户可以登录这个中间平台与其他QQ用户进行交流,如果没有这些中间平台,我们如果想与朋友进行聊天的话,可能就需要当面才可以了。比如:在公司管理过程中,就会涉及到各个部门之间的协调和合作,如何各个部门直接来沟通,看着好像直接高效,其实不然。各个部门之间为了完成一个工作,沟通协调就需要一个人来做这个工作,谁呢?总经理,我们这里就把总经理定义为成总的管理者,各个部门需要向他汇报和发起工作请求。我们看代码吧,实现代码如下:
1 namespace 中介者模式的实现 2 { 3 //抽象中介者角色 4 public interface Mediator 5 { 6 void Command(Department department); 7 } 8 9 //总经理--相当于具体中介者角色 10 public sealed class President : Mediator 11 { 12 //总经理有各个部门的管理权限 13 private Financial _financial; 14 private Market _market; 15 private Development _development; 16 17 public void SetFinancial(Financial financial) 18 { 19 this._financial = financial; 20 } 21 public void SetDevelopment(Development development) 22 { 23 this._development = development; 24 } 25 public void SetMarket(Market market) 26 { 27 this._market = market; 28 } 29 30 public void Command(Department department) 31 { 32 if (department.GetType() == typeof(Market)) 33 { 34 _financial.Process(); 35 } 36 } 37 } 38 39 //同事类的接口 40 public abstract class Department 41 { 42 //持有中介者(总经理)的引用 43 private Mediator mediator; 44 45 protected Department(Mediator mediator) 46 { 47 this.mediator = mediator; 48 } 49 50 public Mediator GetMediator 51 { 52 get { return mediator; } 53 private set { this.mediator = value; } 54 } 55 56 //做本部门的事情 57 public abstract void Process(); 58 59 //向总经理发出申请 60 public abstract void Apply(); 61 } 62 63 //开发部门 64 public sealed class Development : Department 65 { 66 public Development(Mediator m) : base(m) { } 67 68 public override void Process() 69 { 70 Console.WriteLine("我们是开发部门,要进行项目开发,没钱了,需要资金支持!"); 71 } 72 73 public override void Apply() 74 { 75 Console.WriteLine("专心科研,开发项目!"); 76 } 77 } 78 79 //财务部门 80 public sealed class Financial : Department 81 { 82 public Financial(Mediator m) : base(m) { } 83 84 public override void Process() 85 { 86 Console.WriteLine("汇报工作!没钱了,钱太多了!怎么花?"); 87 } 88 89 public override void Apply() 90 { 91 Console.WriteLine("数钱!"); 92 } 93 } 94 95 //市场部门 96 public sealed class Market : Department 97 { 98 public Market(Mediator mediator) : base(mediator) { } 99 100 public override void Process() 101 { 102 Console.WriteLine("汇报工作!项目承接的进度,需要资金支持!"); 103 GetMediator.Command(this); 104 } 105 106 public override void Apply() 107 { 108 Console.WriteLine("跑去接项目!"); 109 } 110 } 111 112 113 class Program 114 { 115 static void Main(String[] args) 116 { 117 President mediator = new President(); 118 Market market = new Market(mediator); 119 Development development = new Development(mediator); 120 Financial financial = new Financial(mediator); 121 122 mediator.SetFinancial(financial); 123 mediator.SetDevelopment(development); 124 mediator.SetMarket(market); 125 126 market.Process(); 127 market.Apply(); 128 129 Console.Read(); 130 } 131 } 132 }
三、中介者模式的实现要点:
将多个对象间复杂的关联关系解耦,Mediator模式将多个对象间的控制逻辑进行集中管理,变“多个对象互相关联”为“多个对象和一个中介者关联”,简化了系统的维护,抵御了可能的变化。随着控制逻辑的复杂化,Mediator具体对象的实现可能相当复杂。这时候可以对Mediator对象进行分解处理。
Facade模式是解耦系统外到系统内(单向)的对相关联关系
Mediator模式是解耦系统内各个对象之间(双向)的关联关系
3.1】、中介者模式的优点
(1)、松散耦合
中介者模式通过把多个同事对象之间的交互封装到中介对象里面,从而使得对象之间松散耦合,基本上可以做到互不依赖。这样一来,同时对象就可以独立的变化和复用,不再“牵一发动全身”
(2)、集中控制交互
多个同事对象的交互,被封装在中介者对象里面集中管理,使得这些交互行为发生变化的时候,只需要修改中介者就可以了。
(3)、多对多变为一对多
没有中介者模式的时候,同事对象之间的关系通常是多对多,引入中介者对象后,中介者和同事对象的关系通常变为双向的一对多,这会让对象的关系更容易理解和实现。
3.2】、中介者模式的缺点
(1)、过多集中化
如果同事对象之间的交互非常多,而且比较复杂,当这些复杂性全都集中到中介者的时候,会导致中介者对象变的十分复杂,而且难于维护和管理。
四、.NET 中介者模式的实现
根据我个人的理解,微软的ASP.NET MVC开发模式就是一个中介者模式的很好的实现,其中C就是Controller,也就是中文所说的控制器,控制器就是一个中介者,M和V和它打交道,具体的情况大家可以去查看相关资料,这方面的资料还是很多的。
五、总结
这个模式终于写完了,我们总结一下,为什么要使用中介者模式呢?如果不使用中介者模式的话,各个同事对象将会相互进行引用,如果每个对象都与多个对象进行交互时,将会形成如下图所示的网状结构。
从上图可以发现,如果不使用中介者模式的话,每个对象之间过度耦合,这样的既不利于类的复用也不利于扩展。如果引入了中介者模式,那么对象之间的关系将变成星型结构,采用中介者模式之后会形成如下图所示的结构:
从上图可以发现,使用中介者模式之后,任何一个类的变化,只会影响中介者和类本身,不像之前的设计,任何一个类的变化都会引起其关联所有类的变化。这样的设计大大减少了系统的耦合度。
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