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，一個用戶就可以向多個用戶發送相同的信息和文件，從而無需一一發送，節省大量時間。通過引入群的機制，極大地減少系統中用戶之間的兩兩通信，用戶與用戶之間的聯系可以通過群的機制來實現。在有些軟件中，某些類/對象之間的相互調用關系錯綜復雜，類似于QQ用戶之間的關系，此時，特別需要一個類似“QQ群”一樣的中間類來協調這些類/對象之間的復雜關系，以降低系統的耦合度。因此，一個設計模式因此誕生，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，一個用戶就可以向多個用戶發送相同的信息和文件，從而無需一一發送，節省大量時間。通過引入群的機制，極大地減少系統中用戶之間的兩兩通信，用戶與用戶之間的聯系可以通過群的機制來實現。
在有些軟件中，某些類/對象之間的相互調用關系錯綜復雜，類似于QQ用戶之間的關系，此時，特別需要一個類似“QQ群”一樣的中間類來協調這些類/對象之間的復雜關系，以降低系統的耦合度。因此，一個設計模式因此誕生，它就是中介者模式。
| 中介者模式（Mediator） | 學習難度：★★★☆☆ | 使用頻率：★★☆☆☆ |
一、客戶信息管理模塊的初始設計
1.1 需求背景
Background：M公司欲開發一套CRM系統，其中包含一個客戶信息管理模塊，所涉及的“客戶信息管理窗口”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，界面組件之間存在較為復雜的交互關系：如果刪除一個客戶，則將從客戶列表中刪掉對應的項，客戶選擇組合框中客戶名稱也稱將減少一個；如果增加一個客戶信息，則客戶列表中將增加一個客戶，且組合框中也將增加一項。
1.2 初始設計
M公司開發人員針對組件之間的交互關系進行了分析，發現：
（1）當用戶單擊“增加”、“刪除”、“修改”或“查詢”時，界面左側的“客戶選擇組合框”、“客戶列表”以及界面中的文本框將產生響應。
（2）當用戶通過”客戶選擇組合框“選中某個客戶姓名時，”客戶列表“和文本框將產生響應。
（3）當用戶通過“客戶列表”選中某個客戶姓名時，“客戶選擇組合框”和文本框將產生響應。
根據交互關系，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 => 復雜的網狀結構，OMG！
（2）組件的可重用性差 => 由于每一個組件和其他組件之間都具有很強的關聯，很難重用！
（3）系統的擴展性差 => 如果在上述系統中增加一個新的組件類，必須修改與之交互的各個組件源代碼！
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相互關系，可以將對象之間的一些交互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復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復雜關系，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交互，中介者使各對象不需要顯示地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以相對獨立地改變它們之間的交互。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/類之間的相互調用的中介者類，為了讓系統具有更好的靈活性和可擴展性，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，該接口用于與各同事對象之間進行通信。
（2）ConcreteMediator（具體中介者）：它實現了接口，通過協調各個同事對象來實現協作行為，維持了各個同事對象的引用。
（3）Colleague（抽象同事類）：它定義了各個同事類公有的方法，并聲明了一些抽象方法來供子類實現，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（具體同事類）：抽象同事類的子類，每一個同事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事類的通信。
三、客戶信息管理模塊的重構實現
3.1 重構后的設計結構
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：
在具體實現時，為了確保系統有更好的靈活性和可擴展性，需要定義抽象中介者和抽象組件類，其中抽象組件類是所有具體組件類的公共父類，完整類圖如下圖所示：
其中，Component充當抽象同事類，Button,List,ComboBox和TextBox充當具體同事類，Mediator充當抽象中介者類，ConcreteMediator充當具體中介類。在ConcreteMediator中維持了對具體同事對象的引用，為了簡化ConcreteMediator類的代碼，在其中只定義了一個Button對象和TextBox對象。
3.2 重構后的代碼實現
（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 { // 維持對各個同事對象的引用 public Button addButton; public List list; public TextBox userNameTextBox; public ComboBox cb; // 封裝同事對象之間的交互 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(); } // 從列表框選擇客戶 else if (c == list) { Console.WriteLine("-- 從列表框選擇客戶 --"); 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）抽象同事類：Colleague
/// <summary> /// 抽象同事類：抽象組件 /// </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）具體同事類：ConcreteColleague
/// <summary> /// 具體同事類：按鈕組件 /// </summary> public class Button : Component { public override void Update() { // 按鈕不產生響應 } } /// <summary> /// 具體同事類：列表框組件 /// </summary> public class List : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("列表框增加一項：張無忌"); } public void Select() { Console.WriteLine("列表框選中項：小龍女"); } } /// <summary> /// 具體同事類：組合框組件 /// </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> /// 具體同事類：文本框組件 /// </summary> public class TextBox : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("客戶信息增加成功后文本框清空"); } public void SetText() { Console.WriteLine("文本框顯示：小龍女"); } } /// <summary> /// 具體同事類：標簽組件 /// </summary> public class Label : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("文本標簽內容改變，客戶信息總數量加1"); } }
（5）客戶端測試：
public class Program { public static void Main() { // Step1.定義中介者對象 ConcreteMediator mediator = new ConcreteMediator(); // Step2.定義同事對象 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.點擊增加按鈕 addButton.Changed(); Console.WriteLine("---------------------------------------------"); // Step4.從列表框選擇客戶 list.Changed(); } }
調試運行后的結果如下所示：
四、中介者模式小結
4.1 主要優點
（1）簡化了對象之間的交互，它用中介者和同事的一對多交互替代了原來同事之間的多對多交互。
（2）將各同事對象解耦，可以獨立地改變和復用每個同事和中介者，增加新的中介和同事很方便，符合開閉原則。
（3）可以減少大量同事子類的生成，改變同事行為只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事之間的交互細節，可能會導致具體中介者類非常復雜，使得系統難以維護。
4.3 應用場景
（1）系統中對象之間存在復雜的引用關系 => 系統結構混亂且難以理解
（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 => 難以復用該對象
（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 => 引入中介者即可實現
參考資料
（1）劉偉，《設計模式的藝術—軟件開發人員內功修煉之道》
浙公網安備 33010602011771號