中介者模式

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了中介者模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

中介者模式

标签 : 设计模式


初识中介者模式

定义

用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使得各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立的改变它们之间的交互。

结构和说明

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Mediator:中介者接口。在里面定义各个同事之间交互需要的方法,可以是公共的通讯方法,比如changed方法,大家都用,也可以是小范围的交互方法。
ConcreteMediator:具体中介者实现对象。它需要了解并维护各个同事对象,并负责具体的协调各同事对象的交互关系。
Colleague:同事类的定义,通常实现成为抽象类,主要负责约束同事对象的类型,并实现一些具体同事类之间的公共功能,比如:每个具体同事类都应该知道中介者对象,也就是具体同事类都会持有中介者对象,就可以定义到这个类里面。
ConcreteColleague:具体的同事类,实现自己的业务,在需要与其它同事通讯的时候,就与持有的中介者通信,中介者会负责与其它的同事交互。

/**
 * 同事类的抽象父类
 */
public abstract class Colleague {
    /**
     * 持有中介者对象,每一个同事类都知道它的中介者对象
     */
    private Mediator mediator;
    /**
     * 构造方法,传入中介者对象
     * @param mediator 中介者对象
     */
    public Colleague(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
    /**
     * 获取当前同事类对应的中介者对象
     * @return 对应的中介者对象
     */
    public Mediator getMediator() {
        return mediator;
    }
}


----------
/**
 * 具体的同事类A
 */
public class ConcreteColleagueA extends Colleague {
    public ConcreteColleagueA(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 示意方法,执行某些业务功能
     */
    public void someOperation() {
        //在需要跟其他同事通信的时候,通知中介者对象
        getMediator().changed(this);
    }
}


----------
/**
 * 具体的同事类B
 */
public class ConcreteColleagueB extends Colleague {
    public ConcreteColleagueB(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 示意方法,执行某些业务功能
     */
    public void someOperation() {
        //在需要跟其他同事通信的时候,通知中介者对象
        getMediator().changed(this);
    }
}


----------
/**
 * 中介者,定义各个同事对象通信的接口
 */
public interface Mediator {
    /**
     * 同事对象在自身改变的时候来通知中介者的方法,
     * 让中介者去负责相应的与其他同事对象的交互
     * @param colleague 同事对象自身,好让中介者对象通过对象实例
     *                  去获取同事对象的状态
     */
    public void changed(Colleague colleague);
}


----------


/**
 * 具体的中介者实现
 */
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;
    
    /**
     * 设置中介者需要了解并维护的同事A对象
     * @param colleague 同事A对象
     */
    public void setConcreteColleagueA(ConcreteColleagueA colleague) {
        colleagueA = colleague;
    }
    /**
     * 设置中介者需要了解并维护的同事B对象
     * @param colleague 同事B对象
     */
    public void setConcreteColleagueB(ConcreteColleagueB colleague) {
        colleagueB = colleague;
    }
    
    public void changed(Colleague colleague) {
        //某个同事类发生了变化,通常需要与其他同事交户
        //具体协调相应的同事对象来实现协作行为
    }

}

体会中介者模式

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,理论上说,基本上各个配件相互之间都存在交互数据的可能
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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,而主板知道如何和所有的配件打交道,那就简单多了
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存在的问题
如果上面的情况发生在软件开发上呢?
如果把每个电脑配件都抽象成为一个类或者是子系统,那就相当于出现了多个类之间相互交互,而且交互还很繁琐,导致每个类都必须知道所有需要交互的类,也就是我们常说的类和类耦合了,是不是很麻烦?
这样一来,不但开发的时候每个类会复杂,因为要兼顾其它的类,更要命的是每个类在发生改动的时候,需要通知所有相关的类一起修改,因为接口或者是功能发生了变动,使用它的地方都得变,太可怕了吧!
那该如何来简化这种多个对象之间的交互呢?

使用电脑来看电影
为了演示,考虑一个稍微具体点的功能。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,这里仅仅考虑正常的情况,也就是有主板的情况,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

当然这是一个持续的、不断重复的过程,从而形成不间断的视频和声音,具体的运行过程不在讨论之列,假设就有如上简单的交互关系就可以了。也就是说想看电影,把光盘放入光驱,光驱开始读盘,就可以看电影了

使用模式的解决方案
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/**
 * 同事类的抽象父类
 */
public abstract class Colleague {
    /**
     * 持有中介者对象,每一个同事类都知道它的中介者对象
     */
    private Mediator mediator;
    /**
     * 构造方法,传入中介者对象
     * @param mediator 中介者对象
     */
    public Colleague(Mediator mediator) {
        this.mediator = mediator;
    }
    /**
     * 获取当前同事类对应的中介者对象
     * @return 对应的中介者对象
     */
    public Mediator getMediator() {
        return mediator;
    }
}


----------
/**
 * CPU类,一个同事类
 */
public class CPU extends Colleague{
    public CPU(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 分解出来的视频数据
     */
    private String videoData = "";
    /**
     * 分解出来的声音数据
     */
    private String soundData = "";
    /**
     * 获取分解出来的视频数据
     * @return 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
     * @return 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
     * @param data 被处理的数据
     */
    public void executeData(String data){
        //把数据分解开,前面的是视频数据,后面的是音频数据
        String [] ss = data.split(",");
        this.videoData = ss[0];
        this.soundData = ss[1];
        //通知主板,CPU的工作完成
        this.getMediator().changed(this);
    }
    
}


----------
/**
 * 光驱类,一个同事类
 */
public class CDDriver extends Colleague{
    public CDDriver(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    /**
     * 光驱读取出来的数据
     */
    private String data = "";
    /**
     * 获取光驱读取出来的数据
     * @return 光驱读取出来的数据
     */
    public String getData(){
        return this.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 = "设计模式,值得好好研究";
        //通知主板,自己的状态发生了改变
        this.getMediator().changed(this);
    }
}


----------
/**
 * 声卡类,一个同事类
 */
public class SoundCard extends Colleague{
    public SoundCard(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    
    /**
     * 按照声频数据发出声音
     * @param data 发出声音的数据
     */
    public void soundData(String data){
        System.out.println("画外音:"+data);
    }
    
}


----------
/**
 * 显卡类,一个同事类
 */
public class VideoCard extends Colleague{
    public VideoCard(Mediator mediator) {
        super(mediator);
    }
    
    /**
     * 显示视频数据
     * @param data 被显示的数据
     */
    public void showData(String data){
        System.out.println("您正观看的是:"+data);
    }
    
}


----------
/**
 * 中介者对象的接口
 */
public interface Mediator {
    /**
     * 同事对象在自身改变的时候来通知中介者的方法,
     * 让中介者去负责相应的与其他同事对象的交互
     * @param colleague 同事对象自身,好让中介者对象通过对象实例
     *                  去获取同事对象的状态
     */
    public void changed(Colleague colleague);
}


----------
/**
 * 主板类,实现中介者接口
 */
public class MotherBoard 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;
    }
    
    public void changed(Colleague colleague) {
        if(colleague == cdDriver){
            //表示光驱读取数据了
            this.opeCDDriverReadData((CDDriver)colleague);
        }else if(colleague == cpu){
            //表示CPU处理完了
            this.opeCPU((CPU)colleague);
        }
    }
    /**
     * 处理光驱读取数据过后与其他对象的交互
     * @param cd 光驱同事对象
     */
    private void opeCDDriverReadData(CDDriver cd){
        //1:先获取光驱读取的数据
        String data = cd.getData();
        //2:把这些数据传递给CPU进行处理
        this.cpu.executeData(data);
    }
    /**
     * 处理CPU处理完数据后与其他对象的交互
     * @param cpu CPU同事类
     */
    private void opeCPU(CPU cpu){
        //1:先获取CPU处理过后的数据
        String videoData = cpu.getVideoData();
        String soundData = cpu.getSoundData();
        //2:把这些数据传递给显卡和声卡展示出来
        this.videoCard.showData(videoData);
        this.soundCard.soundData(soundData);
    }
    
}


----------
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //1:创建中介者——主板对象
        MotherBoard mediator = new MotherBoard();
        //2: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);
        //3:让中介者知道所有的同事
        mediator.setCdDriver(cd);
        mediator.setCpu(cpu);
        mediator.setVideoCard(vc);
        mediator.setSoundCard(sc);
        
        //4:开始看电影,把光盘放入光驱,光驱开始读盘
        cd.readCD();
    }
}

理解中介者模式

认识中介者模式

1:中介者模式的功能
中介者的功能非常简单,就是封装对象之间的交互。如果一个对象的操作会引起其它相关对象的变化,或者是某个操作需要引起其它对象的后续或连带操作,而这个对象又不希望自己来处理这些关系,那么就可以找中介者,把所有的麻烦扔给它,只在需要的时候通知中介者,其它的就让中介者去处理就可以了。
反过来,其它的对象在操作的时候,可能会引起这个对象的变化,也可以这么做。最后对象之间就完全分离了,谁都不直接跟其它对象交互,那么相互的关系,全部被集中到中介者对象里面了,所有的对象就只是跟中介者对象进行通信,相互之间不再有联系。
把所有对象之间的交互都封装在中介者当中,无形中还得到另外一个好处,就是能够集中的控制这些对象的交互关系,这样有什么变化的时候,修改起来就很方便。

2:需要Mediator接口吗
有没有使用Mediator接口的必要,取决于是否会提供多个不同的中介者实现。如果中介者实现只有一个的话,而且预计中也没有需要扩展的要求,那么就可以不定义Mediator接口,让各个同事对象直接使用中介者实现对象;如果中介者实现不只一个,或者预计中有扩展的要求,那么就需要定义Mediator接口,让各个同事对象来面向中介者接口编程,而无需关心具体的中介者实现。

3:同事关系
在中介者模式中,要求这些类都要继承相同的类,也就是说,这些对象从某个角度讲是同一个类型,算是兄弟对象。
正是这些兄弟对象之间的交互关系很复杂,才产生了把这些交互关系分离出去,单独做成中介者对象,这样一来,这些兄弟对象就成了中介者对象眼里的同事。

4:同事和中介者的关系
中介者对象和同事对象之间是相互依赖的 。

5:如何实现同事和中介者的通信
一种实现方式是在Mediator接口中定义一个特殊的通知接口,作为一个通用的方法,让各个同事类来调用这个方法 。
另外一种实现方式是可以采用观察者模式,把Mediator实现成为观察者,而各个同事类实现成为Subject,这样同事类发生了改变,会通知Mediator。Mediator在接到通知过后,会与相应的同事对象进行交互。

6:中介者模式的调用顺序示意图
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广义中介者示例——部门与人员

1:部门和人员的关系 : 是 多对多的
2:问题的出现
想想部门和人员的功能交互,举几个常见的功能:
(1)部门被撤销
(2)部门之间进行合并
(3)人员离职
(4)人员从一个部门调职到另外一个部门

想想要实现这些功能,按照前面的设计,该怎么做呢?
(1)系统运行期间,部门被撤销了,就意味着这个部门不存在了,可是原来这个部门下所有的人员,每个人员的所属部门中都有这个部门呢,那么就需要先通知所有的人员,把这个部门从它们的所属部门中去掉,然后才可以清除这个部门。
(2)部门合并,是合并成一个新的部门呢,还是把一个部门并入到另一个部门?如果是合并成一个新的部门,那么需要把原有的两个部门撤销,然后再新增一个部门;如果是把一个部门合并到另一个部门里面,那就是撤销掉一个部门,然后把这个部门下的人员移动到这个部门。不管是那种情况,都面临着需要通知相应的人员进行更改这样的问题。
(3)人员离职了,反过来就需要通知他所属于的部门,从部门的拥有人员的记录中去除掉这个人员。
(4)人员调职,同样需要通知相关的部门,先从原来的部门中去除掉,然后再到新的部门中添加上。

看了上述的描述,感觉如何?
麻烦的根源在什么地方呢?仔细想想,对了,麻烦的根源就在于部门和人员之间的耦合,这样导致操作人员的时候,需要操作所有相关的部门,而操作部门的时候又需要操作所有相关的人员,使得部门和人员搅和在了一起。

3:中介者来解决
找到了根源就好办了,采用中介者模式,引入一个中介者对象来管理部门和人员之间的关系,就能解决这些问题了。
如果采用标准的中介者模式,想想上面提出的那些问题点吧,就知道实现起来会很别扭。因此采用广义的中介者来解决,这样部门和人员就完全解耦了,也就是说部门不知道人员,人员也不知道部门,它们完全分开,它们之间的关系就完全由中介者对象来管理了。

/**
 *  描述部门和人员关系的类
 */
public class DepUserModel {
    /**
     * 用于部门和人员关系的编号,用做主键
     */
    private String depUserId;
    /**
     * 部门的编号
     */
    private String depId;
    /**
     * 人员的编号
     */
    private String userId;
    public String getDepUserId() {
        return depUserId;
    }
    public void setDepUserId(String depUserId) {
        this.depUserId = depUserId;
    }
    public String getDepId() {
        return depId;
    }
    public void setDepId(String depId) {
        this.depId = depId;
    }
    public String getUserId() {
        return userId;
    }
    public void setUserId(String userId) {
        this.userId = userId;
    }
}


----------
/**
 * 部门类
 */
public class Dep{
    /**
     * 描述部门编号
     */
    private String depId;
    /**
     * 描述部门名称
     */
    private String depName;
    public String getDepId() {
        return depId;
    }
    public void setDepId(String depId) {
        this.depId = depId;
    }
    public String getDepName() {
        return depName;
    }
    public void setDepName(String depName) {
        this.depName = depName;
    }
    /**
     * 撤销部门
     * @return 是否撤销成功
     */
    public boolean deleteDep(){
        //1:要先通过中介者去清除掉所有与这个部门相关的部门和人员的关系
        DepUserMediatorImpl mediator = DepUserMediatorImpl.getInstance();
        mediator.deleteDep(depId);
        //2:然后才能真的清除掉这个部门
        //请注意在实际开发中,这些业务功能可能会做到业务层去,
        //而且实际开发中对于已经使用的业务数据通常是不会被删除的,
        //而是会被做为历史数据保留
        return true;
    }
}


----------
    /**
     * 人员名称
     */
    private String userName;
    public String getUserId() {
        return userId;
    }
    public void setUserId(String userId) {
        this.userId = userId;
    }
    public String getUserName() {
        return userName;
    }
    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }
    /**
     * 人员离职
     * @return 是否处理成功
     */
    public boolean dimission(){
        //1:要先通过中介者去清除掉所有与这个人员相关的部门和人员的关系
        DepUserMediatorImpl mediator = DepUserMediatorImpl.getInstance();
        mediator.deleteUser(userId);
        //2:然后才能真的清除掉这个人员
        //请注意,实际开发中,人员离职,是不会真的删除人员记录的,
        //通常是把人员记录的状态或者是删除标记设置成已删除,
        //只是不再参加新的业务,但是已经发生的业务记录是不会被清除掉的
        
        return true;
    }
}


----------
/**
 * 实现部门和人员交互的中介者实现类
 * 说明:为了演示的简洁性,只示例实现撤销部门和人员离职的功能
 */
public class DepUserMediatorImpl{
    private static DepUserMediatorImpl mediator = new DepUserMediatorImpl();
    private DepUserMediatorImpl(){
        //调用初始化测试数据的功能
        initTestData();
    }
    public static DepUserMediatorImpl getInstance(){
        return mediator;
    }
    
    /**
     * 测试用,记录部门和人员的关系
     */
    private Collection<DepUserModel> depUserCol = new ArrayList<DepUserModel>();
    /**
     * 初始化测试数据
     */
    private void initTestData(){
        //准备一些测试数据
        DepUserModel du1 = new DepUserModel();
        du1.setDepUserId("du1");
        du1.setDepId("d1");
        du1.setUserId("u1");        
        depUserCol.add(du1);
        
        DepUserModel du2 = new DepUserModel();
        du2.setDepUserId("du2");
        du2.setDepId("d1");
        du2.setUserId("u2");        
        depUserCol.add(du2);
        
        DepUserModel du3 = new DepUserModel();
        du3.setDepUserId("du3");
        du3.setDepId("d2");
        du3.setUserId("u3");        
        depUserCol.add(du3);
        
        DepUserModel du4 = new DepUserModel();
        du4.setDepUserId("du4");
        du4.setDepId("d2");
        du4.setUserId("u4");        
        depUserCol.add(du4);
        
        DepUserModel du5 = new DepUserModel();
        du5.setDepUserId("du5");
        du5.setDepId("d2");
        du5.setUserId("u1");        
        depUserCol.add(du5);
    }
    /**
     * 完成因撤销部门的操作所引起的与人员的交互,需要去除相应的关系
     * @param depId 被撤销的部门对象的编号
     * @return 是否已经正确的处理了因撤销部门所引起的与人员的交互
     */
    public boolean deleteDep(String depId) {
        //请注意:为了演示简单,部门撤销后,原部门的人员怎么处理等后续业务处理,这里就不管了
        
        //1:到记录部门和人员关系的集合里面,寻找跟这个部门相关的人员
        //设置一个临时的集合,记录需要清除的关系对象
        Collection<DepUserModel> tempCol = new ArrayList<DepUserModel>();
        for(DepUserModel du : depUserCol){
            if(du.getDepId().equals(depId)){
                //2:需要把这个相关的记录去掉,先记录下来
                tempCol.add(du);
            }
        }
        //3:从关系集合里面清除掉这些关系
        depUserCol.removeAll(tempCol);
        
        return true;
    }
    /**
     * 完成因人员离职引起的与部门的交互
     * @param userId 离职的人员的编号
     * @return 是否正确处理了因人员离职引起的与部门的交互
     */
    public boolean deleteUser(String userId) {
        //1:到记录部门和人员关系的集合里面,寻找跟这个人员相关的部门
        //设置一个临时的集合,记录需要清除的关系对象
        Collection<DepUserModel> tempCol = new ArrayList<DepUserModel>();
        for(DepUserModel du : depUserCol){
            if(du.getUserId().equals(userId)){
                //2:需要把这个相关的记录去掉,先记录下来
                tempCol.add(du);
            }
        }
        //3:从关系集合里面清除掉这些关系
        depUserCol.removeAll(tempCol);
    
        return true;
    }
    /**
     * 测试用,在内部打印显示一下一个部门下的所有人员
     * @param dep 部门对象
     */
    public void showDepUsers(Dep dep) {
        for(DepUserModel du : depUserCol){
            if(du.getDepId().equals(dep.getDepId())){
                System.out.println("部门编号="+dep.getDepId()+"下面拥有人员,其编号是:"+du.getUserId());
            }
        }
    }
    /**
     * 测试用,在内部打印显示一下一个人员所属的部门
     * @param user 人员对象
     */
    public void showUserDeps(User user) {
        for(DepUserModel du : depUserCol){
            if(du.getUserId().equals(user.getUserId())){
                System.out.println("人员编号="+user.getUserId()+"属于部门编号是:"+du.getDepId());
            }
        }
    }
    /**
     * 完成因人员调换部门引起的与部门的交互
     * @param userId 被调换的人员的编号
     * @param oldDepId 调换前的部门的编号
     * @param newDepId 调换后的部门的编号
     * @return 是否正确处理了因人员调换部门引起的与部门的交互
     */
    public boolean changeDep(String userId,String oldDepId, String newDepId) {
        //本示例不去实现了
        return false;
    }
    

    /**
     * 完成因部门合并操作所引起的与人员的交互
     * @param colDepIds 需要合并的部门的编号集合
     * @param newDep 合并后新的部门对象
     * @return 是否正确处理了因部门合并操作所引起的与人员的交互
     */
    public boolean joinDep(Collection<String> colDepIds, Dep newDep) {
        //本示例不去实现了      
        return false;
    }
}


----------
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        DepUserMediatorImpl mediator = DepUserMediatorImpl.getInstance();
        //准备要撤销的部门,仅仅需要一个部门编号
        Dep dep = new Dep();
        dep.setDepId("d1");
        Dep dep2 = new Dep();
        dep2.setDepId("d2");
        //准备用于测试的人员,也只需要一个人员编号
        User user = new User();
        user.setUserId("u1");
        
        //测试撤销部门,在运行之前,输出一下,看这个人员属于哪些部门     
        System.out.println("撤销部门前------------------");
        mediator.showUserDeps(user);
        
        //真正执行业务,撤销这个部门
        dep.deleteDep();
        
        //再次输出一下,看这个人员属于哪些部门
        System.out.println("撤销部门后------------------");
        mediator.showUserDeps(user);
        
        //测试人员离职,在运行之前,输出一下,看这个部门下都有哪些人员
        System.out.println("---------------------------------");
        System.out.println("人员离职前------------------");
        mediator.showDepUsers(dep2);
        
        //真正执行业务,人员离职
        user.dimission();
        
        //再次输出一下,看这个部门下都有哪些人员
        System.out.println("人员离职后------------------");
        mediator.showDepUsers(dep2);
    }
}

中介者模式的优缺点

1:松散耦合
2:集中控制交互
3:多对多变成一对多
4:过度集中化

思考中介者模式

中介者模式的本质

封装交互

何时选用中介者模式

1:如果一组对象之间的通信方式比较复杂,导致相互依赖、结构混乱,可以采用中介者模式,把这些对象相互的交互管理起来,各个对象都只需要和中介者交互,从而使得各个对象松散耦合,结构也更清晰易懂
2:如果一个对象引用很多的对象,并直接跟这些对象交互,导致难以复用该对象。可以采用中介者模式,把这个对象跟其它对象的交互封装到中介者对象里面,这个对象就只需要和中介者对象交互就可以了












































以上是关于中介者模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

(十九)中介者模式-代码实现

设计模式之中介者模式

20160227.CCPP体系详解(0037天)

设计模式----中介者模式及简单总结(2018/10/30)

中介者模式分析结构图及基本代码

设计模式之中介者模式