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JAVA设计模式之调停者模式详解

  • 时间:2022-07-12 14:35 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:JAVA设计模式之调停者模式详解
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。 [b]为什么需要调停者[/b]   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。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541101241768.png?201531101250[/img]   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。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541101257794.png?20153110135[/img]   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。 [b]如果没有主板[/b]   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。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541113803411.png?201531113811[/img]   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。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541113818799.png?201531113825[/img] [b]调停者模式的结构[/b]   调停者模式的示意性类图如下所示: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541113834415.png?201531113840[/img] 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。 [b]源代码[/b] 抽象调停者类
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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);     } }
[u]复制代码[/u] 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);     } }
[b]使用电脑来看电影[/b]   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。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541114045347.png?201531114052[/img] [b]源代码[/b]   抽象同事类
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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
[u]复制代码[/u] 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: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201504/201541114109378.png?201531114115[/img] [b]调停者模式的优点 [/b]  ●  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。 [b]调停者模式的缺点[/b]   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。
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