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中介者模式 (Mediator Pattern)

中介者模式是一种 行为型设计模式，用来降低对象之间的耦合性。它通过引入一个中介者对象，来统一管理对象之间的交互，使得各对象无需直接引用彼此，从而使系统更加灵活和易于扩展。

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原理

1. 核心思想：
   • 将对象之间复杂的网状关系转化为简单的星型关系。
   • 对象通过中介者进行通信，避免直接相互依赖。
2. 适用场景：
   • 系统中对象之间存在大量交互，导致对象之间耦合度过高。
   • 希望通过引入中介者减少对象之间的直接依赖。
   • 需要动态增加或减少交互对象。
3. 参与角色：
   • Mediator（中介者接口）：
     • 定义与同事对象交互的接口。
   • ConcreteMediator（具体中介者）：
     • 实现中介者接口，负责协调各同事对象的交互。
   • Colleague（同事类接口）：
     • 定义与中介者通信的方法。
   • ConcreteColleague（具体同事类）：
     • 具体的对象类，通过中介者与其他对象交互。

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优点

1. 降低耦合：
   • 对象之间不直接通信，减少了类之间的依赖。
2. 增强灵活性：
   • 可以方便地修改交互逻辑或增加新对象。
3. 集中管理：
   • 交互逻辑集中在中介者中，便于维护。

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缺点

1. 中介者复杂性：
   • 中介者承担了所有交互逻辑，可能变得复杂且难以维护。
2. 单点问题：
   • 中介者过于重要，如果其出现问题，会影响所有交互。

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示例代码

场景描述

一个聊天室系统中，用户通过聊天室发送消息，而不是直接与其他用户通信。

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1. 定义中介者接口

// 中介者接口
public interface ChatMediator {void sendMessage(String message, User user);void addUser(User user);
}

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2. 实现具体中介者

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 具体中介者
public class ChatRoom implements ChatMediator {private List<User> users;public ChatRoom() {this.users = new ArrayList<>();}@Overridepublic void addUser(User user) {users.add(user);}@Overridepublic void sendMessage(String message, User sender) {for (User user : users) {// 消息不会发送给发送者自己if (user != sender) {user.receive(message, sender.getName());}}}
}

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3. 定义同事类接口

// 同事类接口
public abstract class User {protected ChatMediator mediator;protected String name;public User(ChatMediator mediator, String name) {this.mediator = mediator;this.name = name;}public String getName() {return name;}public abstract void send(String message);public abstract void receive(String message, String senderName);
}

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4. 实现具体同事类

// 具体同事类
public class ChatUser extends User {public ChatUser(ChatMediator mediator, String name) {super(mediator, name);}@Overridepublic void send(String message) {System.out.println(this.name + " sends: " + message);mediator.sendMessage(message, this);}@Overridepublic void receive(String message, String senderName) {System.out.println(this.name + " received from " + senderName + ": " + message);}
}

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5. 客户端代码

public class MediatorPatternExample {public static void main(String[] args) {// 创建中介者ChatMediator chatRoom = new ChatRoom();// 创建用户User user1 = new ChatUser(chatRoom, "Alice");User user2 = new ChatUser(chatRoom, "Bob");User user3 = new ChatUser(chatRoom, "Charlie");// 添加用户到聊天室chatRoom.addUser(user1);chatRoom.addUser(user2);chatRoom.addUser(user3);// 用户发送消息user1.send("Hi everyone!");user2.send("Hello Alice!");}
}

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输出结果

Alice sends: Hi everyone!
Bob received from Alice: Hi everyone!
Charlie received from Alice: Hi everyone!Bob sends: Hello Alice!
Alice received from Bob: Hello Alice!
Charlie received from Bob: Hello Alice!

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UML 类图

                +----------------+|  ChatMediator  |+----------------+| + sendMessage()|| + addUser()    |+----------------+^|+-------------------------------+| ConcreteMediator (ChatRoom)   |+-------------------------------+| - users : List<User>          || + sendMessage()               || + addUser()                   |+-------------------------------+^|+----------------+|     User       |+----------------+| - mediator     || - name         || + send()       || + receive()    |+----------------+^|+--------------------------------+| ConcreteColleague (ChatUser)  |+--------------------------------+| + send()                      || + receive()                   |+--------------------------------+

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使用场景

1. 聊天室系统：
   • 如 Slack、Teams 等系统。
2. GUI组件交互：
   • 在图形界面中，各组件（如按钮、文本框）通过中介者协同工作。
3. 工作流管理：
   • 如订单处理系统中，订单、支付、库存等模块通过中介者通信。

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小结

• 中介者模式通过引入中介者减少了对象之间的耦合，使得系统更加灵活。
• 适用于需要协调多个对象行为的场景。
• 需注意中介者可能成为系统的单点瓶颈，应合理设计其复杂度和职责范围。