在软件开发中，对象间的通信是一个重要的问题，随着软件系统变得越来越复杂，对象间的交互也越来越频繁，为了解决这个问题，我们可以使用设计模式来优化我们的代码，中介者模式（Mediator Pattern）是一种行为型设计模式，它通过引入一个中介对象来封装一组对象之间的交互，从而使这些对象之间的交互更加清晰、灵活和易于维护，在本篇文章中，我们将详细介绍中介者模式的原理、适用场景、实现方式以及优缺点。
1、中介者模式原理
中介者模式的核心思想是将对象间的交互从复杂的网状结构中解耦出来，通过引入一个中介对象来实现对象间的通信，这个中介对象通常被称为“中介者”，它负责协调各个对象之间的交互，使得这些对象之间的交互更加清晰、灵活和易于维护。
中介者模式的主要角色有：
- 抽象中介者（Mediator）：定义了对象之间交互的接口，通常包含一些用于对象间通信的方法。
- 具体中介者（ConcreteMediator）：实现抽象中介者定义的接口，负责协调各个对象之间的交互。
- 抽象同事类（Colleague）：定义了对象之间的交互接口，通常包含一些用于与其他对象通信的方法。
- 具体同事类（ConcreteColleague）：实现抽象同事类定义的接口，与其他对象进行交互。
2、中介者模式适用场景
中介者模式适用于以下场景：
- 多个对象之间存在复杂的交互关系，导致对象间的耦合度较高。
- 一个对象需要与多个其他对象进行交互，而这些对象的交互逻辑比较复杂。
- 当一个对象的状态发生改变时，需要通知其他对象进行相应的处理。
3、中介者模式实现方式
中介者模式的实现方式有两种：
- 集中式中介者：将中介者对象集中管理，所有对象都通过中介者对象进行交互，这种方式的优点是实现简单，缺点是当对象数量较多时，中介者对象可能会变得非常复杂。
- 分布式中介者：将中介者对象分散到各个具体同事类中，每个对象都可以与其他对象直接进行交互，这种方式的优点是可以降低中介者对象的复杂度，缺点是可能导致对象间的耦合度增加。
4、中介者模式优缺点
优点：
- 降低对象间的耦合度：中介者模式将对象间的交互从复杂的网状结构中解耦出来，使得对象之间的交互更加清晰、灵活和易于维护。
- 提高系统的可扩展性：中介者模式使得对象之间的交互变得更加灵活，可以方便地添加新的对象或修改现有对象的行为。
- 简化代码结构：中介者模式将对象间的交互逻辑集中在中介者对象中，使得代码结构更加简洁。
缺点：
- 增加系统的复杂性：中介者模式引入了一个新的中介对象，增加了系统的复杂性。
- 可能导致性能问题：中介者模式将所有对象之间的交互都通过中介者对象进行，可能导致性能问题。
5、示例代码
下面是一个使用中介者模式的示例代码：
from abc import ABC, abstractmethod
抽象中介者
class Mediator(ABC):
def __init__(self):
self._participants = set()
@abstractmethod
def register(self, participant):
pass
@abstractmethod
def unregister(self, participant):
pass
@abstractmethod
def send(self, message, sender=None, receiver=None):
pass
具体中介者
class ConcreteMediator(Mediator):
def __init__(self):
super().__init__()
self._participants = set()
def register(self, participant):
self._participants.add(participant)
def unregister(self, participant):
self._participants.remove(participant)
def send(self, message, sender=None, receiver=None):
if sender is not None and receiver is not None:
if sender in self._participants and receiver in self._participants:
sender.receive(message)
receiver.send(message)
else:
raise ValueError("Sender or receiver not registered")
elif sender is not None:
for participant in self._participants:
if participant != sender:
participant.receive(message)
elif receiver is not None:
for participant in self._participants:
if participant != receiver:
self.send(message, sender=participant, receiver=receiver)
抽象同事类
class Colleague(ABC):
def __init__(self, mediator):
self._mediator = mediator
self._mediator.register(self)
def send(self, message, sender=None, receiver=None):
raise NotImplementedError("Subclasses should implement this method")
def receive(self, message):
raise NotImplementedError("Subclasses should implement this method")
def unregister(self):
self._mediator.unregister(self)
具体同事类
class ConcreteColleagueA(Colleague):
def send(self, message, sender=None, receiver=None):
print(f"ConcreteColleagueA received message: {message}")
class ConcreteColleagueB(Colleague):
def send(self, message, sender=None, receiver=None):
print(f"ConcreteColleagueB received message: {message}")
测试代码
mediator = ConcreteMediator()
colleague_a = ConcreteColleagueA(mediator)
colleague_b = ConcreteColleagueB(mediator)
mediator.send("Hello", sender=colleague_a, receiver=colleague_b)在这个示例中，我们定义了一个中介者ConcreteMediator，它负责管理所有的同事对象，我们定义了两个同事类ConcreteColleagueA和ConcreteColleagueB，它们分别实现了Colleague接口，在测试代码中，我们创建了一个中介者对象和两个同事对象，并通过中介者对象发送了一条消息，当消息被发送时，中介者会将消息传递给所有已注册的同事对象。
中介者模式是一种行为型设计模式，它通过引入一个中介对象来封装一组对象之间的交互，从而使这些对象之间的交互更加清晰、灵活和易于维护，中介者模式适用于多个对象之间存在复杂的交互关系的场景，但需要注意其可能带来的复杂性和性能问题。
