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JAVA设计模式之调停者模式详解

程序员文章站 2024-03-04 09:58:53
在阎宏博士的《java与模式》一书中开头是这样描述调停者(mediator)模式的:   调停者模式是对象的行为模式。调停者模式包装了一系列对象相互作用的方式,使得这些对...

在阎宏博士的《java与模式》一书中开头是这样描述调停者(mediator)模式的:

  调停者模式是对象的行为模式。调停者模式包装了一系列对象相互作用的方式,使得这些对象不必相互明显引用。从而使它们可以较松散地耦合。当这些对象中的某些对象之间的相互作用发生改变时,不会立即影响到其他的一些对象之间的相互作用。从而保证这些相互作用可以彼此独立地变化。

为什么需要调停者

  如下图所示,这个示意图中有大量的对象,这些对象既会影响别的对象,又会被别的对象所影响,因此常常叫做同事(colleague)对象。这些同事对象通过彼此的相互作用形成系统的行为。从图中可以看出,几乎每一个对象都需要与其他的对象发生相互作用,而这种相互作用表现为一个对象与另一个对象的直接耦合。这就是过度耦合的系统。

JAVA设计模式之调停者模式详解

  通过引入调停者对象(mediator),可以将系统的网状结构变成以中介者为中心的星形结构,如下图所示。在这个星形结构中,同事对象不再通过直接的联系与另一个对象发生相互作用;相反的,它通过调停者对象与另一个对象发生相互作用。调停者对象的存在保证了对象结构上的稳定,也就是说,系统的结构不会因为新对象的引入造成大量的修改工作。

JAVA设计模式之调停者模式详解

  一个好的面向对象的设计可以使对象之间增加协作性(collaboration),减少耦合度(couping)。一个深思熟虑的设计会把一个系统分解为一群相互协作的同事对象,然后给每一个同事对象以独特的责任,恰当的配置它们之间的协作关系,使它们可以在一起工作。

如果没有主板

  大家都知道,电脑里面各个配件之间的交互,主要是通过主板来完成的。如果电脑里面没有了主板,那么各个配件之间就必须自行相互交互,以互相传送数据。而且由于各个配件的接口不同,相互之间交互时,还必须把数据接口进行转换才能匹配上。

JAVA设计模式之调停者模式详解

  所幸是有了主板,各个配件的交互完全通过主板来完成,每个配件都只需要和主板交互,而主板知道如何跟所有的配件打交道,这样就简单多了。

JAVA设计模式之调停者模式详解

调停者模式的结构

  调停者模式的示意性类图如下所示:

JAVA设计模式之调停者模式详解

调停者模式包括以下角色:

  ●  抽象调停者(mediator)角色:定义出同事对象到调停者对象的接口,其中主要方法是一个(或多个)事件方法。
  ●  具体调停者(concretemediator)角色:实现了抽象调停者所声明的事件方法。具体调停者知晓所有的具体同事类,并负责具体的协调各同事对象的交互关系。
  ●  抽象同事类(colleague)角色:定义出调停者到同事对象的接口。同事对象只知道调停者而不知道其余的同事对象。
  ●  具体同事类(concretecolleague)角色:所有的具体同事类均从抽象同事类继承而来。实现自己的业务,在需要与其他同事通信的时候,就与持有的调停者通信,调停者会负责与其他的同事交互。

源代码

抽象调停者类

复制代码 代码如下:

public interface mediator {
    /**
     * 同事对象在自身改变的时候来通知调停者方法
     * 让调停者去负责相应的与其他同事对象的交互
     */
    public void changed(colleague c);
}

具体调停者类

复制代码 代码如下:

public class concretemediator implements mediator {
    //持有并维护同事a
    private concretecolleaguea colleaguea;
    //持有并维护同事b
    private concretecolleagueb colleagueb;   
   
    public void setcolleaguea(concretecolleaguea colleaguea) {
        this.colleaguea = colleaguea;
    }

    public void setcolleagueb(concretecolleagueb colleagueb) {
        this.colleagueb = colleagueb;
    }

    @override
    public void changed(colleague c) {
        /**
         * 某一个同事类发生了变化,通常需要与其他同事交互
         * 具体协调相应的同事对象来实现协作行为
         */
    }

}

抽象同事类

复制代码 代码如下:

public abstract class colleague {
    //持有一个调停者对象
    private mediator mediator;
    /**
     * 构造函数
     */
    public colleague(mediator mediator){
        this.mediator = mediator;
    }
    /**
     * 获取当前同事类对应的调停者对象
     */
    public mediator getmediator() {
        return mediator;
    }
   
}

具体同事类

复制代码 代码如下:

public class concretecolleaguea extends colleague {

    public concretecolleaguea(mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 示意方法,执行某些操作
     */
    public void operation(){
        //在需要跟其他同事通信的时候,通知调停者对象
        getmediator().changed(this);
    }
}


复制代码 代码如下:

public class concretecolleagueb extends colleague {

    public concretecolleagueb(mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 示意方法,执行某些操作
     */
    public void operation(){
        //在需要跟其他同事通信的时候,通知调停者对象
        getmediator().changed(this);
    }
}

使用电脑来看电影

  在日常生活中,我们经常使用电脑来看电影,把这个过程描述出来,简化后假定会有如下的交互过程:

  (1)首先是光驱要读取光盘上的数据,然后告诉主板,它的状态改变了。

  (2)主板去得到光驱的数据,把这些数据交给cpu进行分析处理。

  (3)cpu处理完后,把数据分成了视频数据和音频数据,通知主板,它处理完了。

  (4)主板去得到cpu处理过后的数据,分别把数据交给显卡和声卡,去显示出视频和发出声音。

  要使用调停者模式来实现示例,那就要区分出同事对象和调停者对象。很明显,主板是调停者,而光驱、声卡、cpu、显卡等配件,都是作为同事对象。

JAVA设计模式之调停者模式详解

源代码

  抽象同事类

复制代码 代码如下:

public abstract class colleague {
    //持有一个调停者对象
    private mediator mediator;
    /**
     * 构造函数
     */
    public colleague(mediator mediator){
        this.mediator = mediator;
    }
    /**
     * 获取当前同事类对应的调停者对象
     */
    public mediator getmediator() {
        return mediator;
    }
}

同事类——光驱

复制代码 代码如下:

public class cddriver extends colleague{
    //光驱读取出来的数据
    private string data = "";
    /**
     * 构造函数
     */
    public cddriver(mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 获取光盘读取出来的数据
     */
    public string getdata() {
        return data;
    }
    /**
     * 读取光盘
     */
    public void readcd(){
        //逗号前是视频显示的数据,逗号后是声音
        this.data = "one piece,海贼王我当定了";
        //通知主板,自己的状态发生了改变
        getmediator().changed(this);
    }
}

同事类——cpu

复制代码 代码如下:

public class cpu extends colleague {
    //分解出来的视频数据
    private string videodata = "";
    //分解出来的声音数据
    private string sounddata = "";
    /**
     * 构造函数
     */
    public cpu(mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 获取分解出来的视频数据
     */
    public string getvideodata() {
        return videodata;
    }
    /**
     * 获取分解出来的声音数据
     */
    public string getsounddata() {
        return sounddata;
    }
    /**
     * 处理数据,把数据分成音频和视频的数据
     */
    public void executedata(string data){
        //把数据分解开,前面是视频数据,后面是音频数据
        string[] array = data.split(",");
        this.videodata = array[0];
        this.sounddata = array[1];
        //通知主板,cpu完成工作
        getmediator().changed(this);
    }
   
}

同事类——显卡

复制代码 代码如下:

public class videocard extends colleague {
    /**
     * 构造函数
     */
    public videocard(mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 显示视频数据
     */
    public void showdata(string data){
        system.out.println("您正在观看的是:" + data);
    }
}

同事类——声卡
复制代码 代码如下:

public class soundcard extends colleague {
    /**
     * 构造函数
     */
    public soundcard(mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 按照声频数据发出声音
     */
    public void sounddata(string data){
        system.out.println("画外音:" + data);
    }
}

抽象调停者类
复制代码 代码如下:

public interface mediator {
    /**
     * 同事对象在自身改变的时候来通知调停者方法
     * 让调停者去负责相应的与其他同事对象的交互
     */
    public void changed(colleague c);
}

具体调停者类
复制代码 代码如下:

public class mainboard implements mediator {
    //需要知道要交互的同事类——光驱类
    private cddriver cddriver = null;
    //需要知道要交互的同事类——cpu类
    private cpu cpu = null;
    //需要知道要交互的同事类——显卡类
    private videocard videocard = null;
    //需要知道要交互的同事类——声卡类
    private soundcard soundcard = null;
   
    public void setcddriver(cddriver cddriver) {
        this.cddriver = cddriver;
    }

    public void setcpu(cpu cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }

    public void setvideocard(videocard videocard) {
        this.videocard = videocard;
    }

    public void setsoundcard(soundcard soundcard) {
        this.soundcard = soundcard;
    }

    @override
    public void changed(colleague c) {
        if(c instanceof cddriver){
            //表示光驱读取数据了
            this.opecddriverreaddata((cddriver)c);
        }else if(c instanceof cpu){
            this.opecpu((cpu)c);
        }
    }
    /**
     * 处理光驱读取数据以后与其他对象的交互
     */
    private void opecddriverreaddata(cddriver cd){
        //先获取光驱读取的数据
        string data = cd.getdata();
        //把这些数据传递给cpu进行处理
        cpu.executedata(data);
    }
    /**
     * 处理cpu处理完数据后与其他对象的交互
     */
    private void opecpu(cpu cpu){
        //先获取cpu处理后的数据
        string videodata = cpu.getvideodata();
        string sounddata = cpu.getsounddata();
        //把这些数据传递给显卡和声卡展示出来
        videocard.showdata(videodata);
        soundcard.sounddata(sounddata);
    }
}


  客户端类
复制代码 代码如下:

public class client {

    public static void main(string[] args) {
        //创建调停者——主板
        mainboard mediator = new mainboard();
        //创建同事类
        cddriver cd = new cddriver(mediator);
        cpu cpu = new cpu(mediator);
        videocard vc = new videocard(mediator);
        soundcard sc = new soundcard(mediator);
        //让调停者知道所有同事
        mediator.setcddriver(cd);
        mediator.setcpu(cpu);
        mediator.setvideocard(vc);
        mediator.setsoundcard(sc);
        //开始看电影,把光盘放入光驱,光驱开始读盘
        cd.readcd();
       
    }

}

运行结果如下:

JAVA设计模式之调停者模式详解

调停者模式的优点
  ●  松散耦合

  调停者模式通过把多个同事对象之间的交互封装到调停者对象里面,从而使得同事对象之间松散耦合,基本上可以做到互补依赖。这样一来,同事对象就可以独立地变化和复用,而不再像以前那样“牵一处而动全身”了。

  ●  集中控制交互

  多个同事对象的交互,被封装在调停者对象里面集中管理,使得这些交互行为发生变化的时候,只需要修改调停者对象就可以了,当然如果是已经做好的系统,那么就扩展调停者对象,而各个同事类不需要做修改。

  ●  多对多变成一对多

  没有使用调停者模式的时候,同事对象之间的关系通常是多对多的,引入调停者对象以后,调停者对象和同事对象的关系通常变成双向的一对多,这会让对象的关系更容易理解和实现。

调停者模式的缺点

  调停者模式的一个潜在缺点是,过度集中化。如果同事对象的交互非常多,而且比较复杂,当这些复杂性全部集中到调停者的时候,会导致调停者对象变得十分复杂,而且难于管理和维护。