C#设计模式系列(18)-中介者模式

中介大家都听说过，在生活中，当电脑缺少了一块主板，那会怎么样？如果有人这样问我的话，我就会马上跳出来说“这电脑肯定报废了”，当然这不是重点。假如少了主板电脑还可以用的话，想想，里面的CPU、显卡、声卡、光驱、硬盘等等，不是就要我们自己用线把它们连起来。想想就觉得头疼，那么现在你觉得主板在电脑里扮演着什么角色呢？

官方定义，定义一个中介对象来封装系列对象之间的交互。中介者使各个对象不需要显示地相互引用，从而使其耦合性松散，而且可以独立地改变他们之间的交互。

一、引言

在现实生活中，有很多中介者模式的身影，例如QQ游戏平台，聊天室、QQ群和短信平台，这些都是中介者模式在现实生活中的应用，下面就具体分享下我对中介者模式的理解。

二、中介者模式的介绍

2.1 中介者模式的定义

从生活中的例子可以看出，不论是QQ游戏还是QQ群，它们都是充当一个中间平台，QQ用户可以登录这个中间平台与其他QQ用户进行交流，如果没有这些中间平台，我们如果想与朋友进行聊天的话，可能就需要当面才可以了。电话、短信也同样是一个中间平台，有了这个中间平台，每个用户都不要直接依赖与其他用户，只需要依赖这个中间平台就可以了，一切操作都由中间平台去分发。了解完中介模式在生活中的模型后，下面给出中介模式的正式定义。

中介者模式，定义了一个中介对象来封装一系列对象之间的交互关系。中介者使各个对象之间不需要显式地相互引用，从而使耦合性降低，而且可以独立地改变它们之间的交互行为。

2.2 中介者模式的结构

从生活中例子自然知道，中介者模式设计两个具体对象，一个是用户类，另一个是中介者类，根据针对接口编程原则，则需要把这两类角色进行抽象，所以中介者模式中就有了4类角色，它们分别是：抽象中介者角色，具体中介者角色、抽象同事类和具体同事类。中介者类是起到协调各个对象的作用，则抽象中介者角色中则需要保存各个对象的引用。有了上面的分析，则就不难理解中介者模式的结构图了，具体结构图如下所示：

为什么要使用中介者模式

在现实生活中，中介者的存在是不可缺少的，如果没有了中介者，我们就不能与远方的朋友进行交流了。而在软件设计领域，为什么要使用中介者模式呢？如果不使用中介者模式的话，各个同事对象将会相互进行引用，如果每个对象都与多个对象进行交互时，将会形成如下图所示的网状结构。

从上图可以发现，如果不使用中介者模式的话，每个对象之间过度耦合，这样的既不利于类的复用也不利于扩展。如果引入了中介者模式，那么对象之间的关系将变成星型结构，采用中介者模式之后会形成如下图所示的结构：

从上图可以发现，使用中介者模式之后，任何一个类的变化，只会影响中介者和类本身，不像之前的设计，任何一个类的变化都会引起其关联所有类的变化。这样的设计大大减少了系统的耦合度。

2.3 中介者模式的实现

介绍完中介者模式的定义和存在的必要性后，下面就以现实生活中打牌的例子来实现下中介者模式。在现实生活中，两个人打牌，如果某个人赢了都会影响到对方状态的改变。如果此时不采用中介者模式实现的话，则上面的场景的实现如下所示：

// 抽象牌友类
    public abstract class AbstractCardPartner
    {
        public int MoneyCount { get; set; }
 
        public AbstractCardPartner()
        {
            MoneyCount = 0;
        }
 
        public abstract void ChangeCount(int Count, AbstractCardPartner other);
    }
 
    
// 牌友A类
    public class ParterA : AbstractCardPartner
    {
        public override void ChangeCount(int Count, AbstractCardPartner other)
        {
            this.MoneyCount += Count;
            other.MoneyCount -= Count;
        }
    }
 
    
// 牌友B类
    public class ParterB : AbstractCardPartner
    {
        public override void ChangeCount(int Count, AbstractCardPartner other)
        {
            this.MoneyCount += Count;
            other.MoneyCount -= Count;
        }
    }
 
    class Program
    {
        
// A,B两个人打牌
        static void Main(string[] args)
        {
            AbstractCardPartner A = new ParterA();
            A.MoneyCount = 20;
            AbstractCardPartner B = new ParterB();
            B.MoneyCount = 20;
 
            
// A 赢了则B的钱就减少
            A.ChangeCount(5, B);
            Console.WriteLine("A 现在的钱是：{0}", A.MoneyCount);
// 应该是25
            Console.WriteLine("B 现在的钱是：{0}", B.MoneyCount); 
// 应该是15
             
            
// B赢了A的钱也减少
            B.ChangeCount(10, A);
            Console.WriteLine("A 现在的钱是：{0}", A.MoneyCount); 
// 应该是15
            Console.WriteLine("B 现在的钱是：{0}", B.MoneyCount); 
// 应该是25
            Console.Read();        
        }
    }

上面确实完美解决了上面场景中的问题，并且使用了抽象类使具体牌友A和牌友B都依赖于抽象类，从而降低了同事类之间的耦合度。但是这样的设计，如果其中牌友A发生变化时，此时就会影响到牌友B的状态，如果涉及的对象变多的话，这时候某一个牌友的变化将会影响到其他所有相关联的牌友状态。例如牌友A算错了钱，这时候牌友A和牌友B的钱数都不正确了，如果是多个人打牌的话，影响的对象就会更多。这时候就会思考——能不能把算钱的任务交给程序或者算数好的人去计算呢，这时候就有了我们QQ游戏中的欢乐斗地主等牌类游戏了。所以上面的设计，我们还是有进一步完善的方案的，即加入一个中介者对象来协调各个对象之间的关联，这也就是中介者模式的应用了，具体完善后的实现代码如下所示：

namespace MediatorPattern
{
    
// 抽象牌友类
    public abstract class AbstractCardPartner
    {
        public int MoneyCount { get; set; }
 
        public AbstractCardPartner()
        {
            MoneyCount = 0;
        }
 
        public abstract void ChangeCount(int Count, AbstractMediator mediator);
    }
 
    
// 牌友A类
    public class ParterA : AbstractCardPartner
    {
        
// 依赖与抽象中介者对象
        public override void ChangeCount(int Count, AbstractMediator mediator)
        {
            mediator.AWin(Count);
        }
    }
 
    
// 牌友B类
    public class ParterB : AbstractCardPartner
    {
        
// 依赖与抽象中介者对象
        public override void ChangeCount(int Count, AbstractMediator mediator)
        {
            mediator.BWin(Count);
        }
    }
 
    
// 抽象中介者类
    public abstract class AbstractMediator
    {
        protected AbstractCardPartner A;
        protected AbstractCardPartner B;
        public AbstractMediator(AbstractCardPartner a, AbstractCardPartner b)
        {
            A = a;
            B = b;
        }
 
        public abstract void AWin(int count);
        public abstract void BWin(int count);
    }
 
    
// 具体中介者类
    public class MediatorPater : AbstractMediator
    {
        public MediatorPater(AbstractCardPartner a, AbstractCardPartner b)
            : base(a, b)
        {
        }
 
        public override void AWin(int count)
        {
            A.MoneyCount += count;
            B.MoneyCount -= count;
        }
 
        public override void BWin(int count)
        {
            B.MoneyCount += count;
            A.MoneyCount -= count;
        }
    }
 
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            AbstractCardPartner A = new ParterA();
            AbstractCardPartner B = new ParterB();
            
// 初始钱
            A.MoneyCount = 20;
            B.MoneyCount = 20;
 
            AbstractMediator mediator = new MediatorPater(A, B);
 
            
// A赢了
            A.ChangeCount(5, mediator);
            Console.WriteLine("A 现在的钱是：{0}", A.MoneyCount);
// 应该是25
            Console.WriteLine("B 现在的钱是：{0}", B.MoneyCount); 
// 应该是15
 
            
// B 赢了
            B.ChangeCount(10, mediator);
            Console.WriteLine("A 现在的钱是：{0}", A.MoneyCount);
// 应该是15
            Console.WriteLine("B 现在的钱是：{0}", B.MoneyCount); 
// 应该是25
            Console.Read();
        }
    }
}

从上面实现代码可以看出，此时牌友A和牌友B都依赖于抽象的中介者类，这样如果其中某个牌友类变化只会影响到，只会影响到该变化牌友类本身和中介者类，从而解决前面实现代码出现的问题，具体的运行结果和前面实现结果一样，运行结果如下图所示：

在上面的实现代码中，抽象中介者类保存了两个抽象牌友类，如果新添加一个牌友类似时，此时就不得不去更改这个抽象中介者类。可以结合观察者模式来解决这个问题，即抽象中介者对象保存抽象牌友的类别，然后添加Register和UnRegister方法来对该列表进行管理，然后在具体中介者类中修改AWin和BWin方法，遍历列表，改变自己和其他牌友的钱数。这样的设计还是存在一个问题——即增加一个新牌友时，此时虽然解决了抽象中介者类不需要修改的问题，但此时还是不得不去修改具体中介者类，即添加CWin方法，我们可以采用状态模式来解决这个问题，关于状态模式的介绍将会在下一专题进行分享。