设计模式的征途—22.中介者（Mediator）模式
我们都用过QQ，它有两种聊天方式：一是私聊，二是群聊。使用QQ群，一个用户就可以向多个用户发送相同的信息和文件，从而无需一一发送，节省大量时间。通过引入群的机制，极大地减少系统中用户之间的两两通信，用户与用户之间的联系可以通过群的机制来实现。
在有些软件中，某些类/对象之间的相互调用关系错综复杂，类似于QQ用户之间的关系，此时，特别需要一个类似“QQ群”一样的中间类来协调这些类/对象之间的复杂关系，以降低系统的耦合度。因此，一个设计模式因此诞生，它就是中介者模式。
| 中介者模式（Mediator） | 学习难度：★★★☆☆ | 使用频率：★★☆☆☆ |
一、客户信息管理模块的初始设计
1.1 需求背景
Background：M公司欲开发一套CRM系统，其中包含一个客户信息管理模块，所涉及的“客户信息管理窗口”界面效果图如下图所示：
M公司开发人员通过分析发现，在上图中，界面组件之间存在较为复杂的交互关系：如果删除一个客户，则将从客户列表中删掉对应的项，客户选择组合框中客户名称也称将减少一个；如果增加一个客户信息，则客户列表中将增加一个客户，且组合框中也将增加一项。
1.2 初始设计
M公司开发人员针对组件之间的交互关系进行了分析，发现：
（1）当用户单击“增加”、“删除”、“修改”或“查询”时，界面左侧的“客户选择组合框”、“客户列表”以及界面中的文本框将产生响应。
（2）当用户通过”客户选择组合框“选中某个客户姓名时，”客户列表“和文本框将产生响应。
（3）当用户通过“客户列表”选中某个客户姓名时，“客户选择组合框”和文本框将产生响应。
根据交互关系，开发人员绘制了如下图所示的初始类图。
不难发现，上述设计存在以下问题：
（1）系统结构负责且耦合度高 => 复杂的网状结构，OMG！
（2）组件的可重用性差 => 由于每一个组件和其他组件之间都具有很强的关联，很难重用！
（3）系统的扩展性差 => 如果在上述系统中增加一个新的组件类，必须修改与之交互的各个组件源代码！
二、中介者模式概述
2.1 中介者模式简介
如果在一个系统中对象之间存在多对多的相互关系，可以将对象之间的一些交互行为从各个对象中分离出来，并集中封装在一个中介者对象中，并由该中介者进行统一协调，这样对象之间多对多的复杂关系就转化为了相对简单的一对多关系。通过引入中介者来简化对象之间的复杂关系，它是迪米特法则的一个典型应用。
中介者（Mediator）模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互，中介者使各对象不需要显示地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以相对独立地改变它们之间的交互。中介者模式又称为调停模式，它是一种对象行为型模式。
2.2 中介者模式结构
在中介者模式中，引入了用于协调其他对象/类之间的相互调用的中介者类，为了让系统具有更好的灵活性和可扩展性，通常还提供了抽象中介者，其结构图如下图所示：
中介者模式结构图中主要包含以下4个角色：
（1）Mediator（抽象中介者）：它定义了一个接口，该接口用于与各同事对象之间进行通信。
（2）ConcreteMediator（具体中介者）：它实现了接口，通过协调各个同事对象来实现协作行为，维持了各个同事对象的引用。
（3）Colleague（抽象同事类）：它定义了各个同事类公有的方法，并声明了一些抽象方法来供子类实现，同时维持了一个对抽象中介者类的引用，其子类可以通过该引用来与中介者通信。
（4）ConcreteColleague（具体同事类）：抽象同事类的子类，每一个同事对象需要和其他对象通信时，都需要先与中介者对象通信，通过中介者来间接完成与其他同事类的通信。
三、客户信息管理模块的重构实现
3.1 重构后的设计结构
M公司开发人员借助中介者模式来重新设计结构如下图所示：
在具体实现时，为了确保系统有更好的灵活性和可扩展性，需要定义抽象中介者和抽象组件类，其中抽象组件类是所有具体组件类的公共父类，完整类图如下图所示：
其中，Component充当抽象同事类，Button,List,ComboBox和TextBox充当具体同事类，Mediator充当抽象中介者类，ConcreteMediator充当具体中介类。在ConcreteMediator中维持了对具体同事对象的引用，为了简化ConcreteMediator类的代码，在其中只定义了一个Button对象和TextBox对象。
3.2 重构后的代码实现
（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）具体中介者：ConcreteMediator
/// <summary> /// 具体中介者 /// </summary> public class ConcreteMediator : Mediator { // 维持对各个同事对象的引用 public Button addButton; public List list; public TextBox userNameTextBox; public ComboBox cb; // 封装同事对象之间的交互 public override void ComponenetChanged(Component c) { // 单击按钮 if (c == addButton) { Console.WriteLine("-- 单击增加按钮 --"); list.Update(); cb.Update(); userNameTextBox.Update(); } // 从列表框选择客户 else if (c == list) { Console.WriteLine("-- 从列表框选择客户 --"); cb.Select(); userNameTextBox.SetText(); } // 从组合框选择客户 else if (c == cb) { Console.WriteLine("-- 从组合框选择客户 --"); cb.Select(); userNameTextBox.SetText(); } } }
（3）抽象同事类：Colleague
/// <summary> /// 抽象同事类：抽象组件 /// </summary> public abstract class Component { protected Mediator mediator; public void SetMediator(Mediator mediator) { this.mediator = mediator; } // 转发调用 public void Changed() { mediator.ComponenetChanged(this); } public abstract void Update(); }
（4）具体同事类：ConcreteColleague
/// <summary> /// 具体同事类：按钮组件 /// </summary> public class Button : Component { public override void Update() { // 按钮不产生响应 } } /// <summary> /// 具体同事类：列表框组件 /// </summary> public class List : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("列表框增加一项：张无忌"); } public void Select() { Console.WriteLine("列表框选中项：小龙女"); } } /// <summary> /// 具体同事类：组合框组件 /// </summary> public class ComboBox : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("组合框增加一项：张无忌"); } public void Select() { Console.WriteLine("组合框选中项：小龙女"); } } /// <summary> /// 具体同事类：文本框组件 /// </summary> public class TextBox : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("客户信息增加成功后文本框清空"); } public void SetText() { Console.WriteLine("文本框显示：小龙女"); } } /// <summary> /// 具体同事类：标签组件 /// </summary> public class Label : Component { public override void Update() { Console.WriteLine("文本标签内容改变，客户信息总数量加1"); } }
（5）客户端测试：
public class Program { public static void Main() { // Step1.定义中介者对象 ConcreteMediator mediator = new ConcreteMediator(); // Step2.定义同事对象 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.点击增加按钮 addButton.Changed(); Console.WriteLine("---------------------------------------------"); // Step4.从列表框选择客户 list.Changed(); } }
调试运行后的结果如下所示：
四、中介者模式小结
4.1 主要优点
（1）简化了对象之间的交互，它用中介者和同事的一对多交互替代了原来同事之间的多对多交互。
（2）将各同事对象解耦，可以独立地改变和复用每个同事和中介者，增加新的中介和同事很方便，符合开闭原则。
（3）可以减少大量同事子类的生成，改变同事行为只需要生成新的中介者子类即可。
4.2 主要缺点
具体中介者子类中包含了大量的同事之间的交互细节，可能会导致具体中介者类非常复杂，使得系统难以维护。
4.3 应用场景
（1）系统中对象之间存在复杂的引用关系 => 系统结构混乱且难以理解
（2）一个对象由于引用了其他很多对象并且直接和这些对象通信 => 难以复用该对象
（3）想要通过一个中间类来封装多个类的行为又不想生成太多子类 => 引入中介者即可实现
参考资料
（1）刘伟，《设计模式的艺术—软件开发人员内功修炼之道》
