Python设计模式之中介者模式

2023-04-04 00:00:00 模式设计中介

中介者模式是一种行为设计模式，它允许对象间通过一个中介者对象来进行通信，而不是直接相互引用。这样可以降低对象间的耦合性，使得它们更容易独立地修改和扩展。
在中介者模式中，各个对象不再直接相互通信，而是通过一个中介者来协调它们之间的交互。这个中介者对象承担了协调各个对象之间交互的责任。当一个对象需要和其他对象通信时，它将请求发送给中介者对象，由中介者对象负责将请求传递给目标对象，或者将来自其他对象的请求转发给目标对象。
下面是一个示例代码，演示了如何使用中介者模式来协调两个对象之间的通信。其中，一个对象表示一个网站，另一个对象表示一个搜索引擎。网站需要向搜索引擎提交网站地图，搜索引擎需要将网站地图的链接添加到搜索引擎的索引中。为了实现这一功能，我们使用了一个名为Mediator的中介者类。

class Mediator:
    def submit_sitemap(self, site, sitemap_url):
        print(f"{site} submitted sitemap at {sitemap_url}")
        search_engine = SearchEngine()
        search_engine.add_to_index(site, sitemap_url)
class Website:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.mediator = Mediator()
    def submit_sitemap(self, sitemap_url):
        self.mediator.submit_sitemap(self.name, sitemap_url)
class SearchEngine:
    def add_to_index(self, site, sitemap_url):
        print(f"{sitemap_url} added to search index for {site}")

在上面的代码中，Mediator是中介者类，Website和SearchEngine是两个需要通信的对象。Website对象通过调用中介者的submit_sitemap方法来向搜索引擎提交网站地图。Mediator类接收到请求后，会打印出网站名称和网站地图的URL，并创建一个SearchEngine对象来将该网站地图添加到搜索引擎的索引中。SearchEngine对象接收到请求后，会打印出网站地图的URL和网站名称，表示该网站地图已经被添加到搜索引擎的索引中。
下面是一个示例代码，演示了如何使用上面的类来提交pidancode.com网站的地图：

website = Website("pidancode.com")
website.submit_sitemap("https://www.pidancode.com/sitemap.xml")

执行上述代码，会输出以下结果：

pidancode.com submitted sitemap at https://www.pidancode.com/sitemap.xml
https://www.pidancode.com/sitemap.xml added to search index for pidancode.com

上面的代码展示了如何使用中介者模式来协调两个对象之间的通信。通过引入中介者对象，各个对象之间不再直接引用对方，而是通过中介者对象进行通信，从而降低了对象之间的耦合性。这种设计模式可以使系统更加灵活、易于扩展和维护。
在实际应用中，中介者模式通常用于需要协调多个对象之间复杂交互的场景，例如GUI框架中的事件处理机制、游戏中的NPC交互、机器人控制系统等。通过引入中介者对象，可以简化系统的设计和实现，并提高系统的可维护性和可扩展性。
下面是一个更加复杂的示例，演示了如何使用中介者模式来协调多个对象之间的交互。其中，有两个玩家对象和一个中介者对象。玩家对象之间需要进行交互，中介者对象承担了协调各个玩家之间交互的责任。

class Mediator:
    def __init__(self):
        self.players = []
    def add_player(self, player):
        self.players.append(player)
    def send_message(self, sender, message):
        for player in self.players:
            if player != sender:
                player.receive_message(message)
class Player:
    def __init__(self, name, mediator):
        self.name = name
        self.mediator = mediator
    def send_message(self, message):
        self.mediator.send_message(self, message)
    def receive_message(self, message):
        print(f"{self.name} received message: {message}")
# Create a mediator object
mediator = Mediator()
# Create two player objects and add them to the mediator
player1 = Player("Alice", mediator)
mediator.add_player(player1)
player2 = Player("Bob", mediator)
mediator.add_player(player2)
# Send a message from player1 to player2
player1.send_message("Hi Bob, how are you doing?")

在上面的代码中，Mediator是中介者类，Player是需要进行交互的对象。Mediator类维护了一个玩家列表，可以将玩家添加到列表中，并将来自一个玩家的消息发送给其他玩家。Player对象通过调用中介者的send_message方法来发送消息，通过实现receive_message方法来接收消息。
在上面的代码中，我们创建了两个玩家对象player1和player2，并将它们添加到中介者对象mediator中。然后，我们通过调用player1对象的send_message方法，向player2对象发送了一条消息。这条消息被中介者对象mediator接收到后，被转发给了player2对象，player2对象输出了接收到的消息。
执行上述代码，会输出以下结果：

Bob received message: Hi Bob, how are you doing?

上面的代码展示了如何使用中介者模式来协调多个对象之间的交互。通过引入中介者对象，可以简化对象之间的交互，并提高系统的可维护性和可扩展性。在上面的代码中，中介者对象Mediator承担了协调玩家之间交互的责任，玩家对象Player则只需要实现自己的发送和接收消息的方法。这种设计模式可以有效地降低对象之间的耦合度，使系统更加灵活和易于维护。

除了上面的示例之外，中介者模式还有许多其他的应用场景，例如：

在MVC框架中，控制器对象充当中介者的角色，负责协调视图对象和模型对象之间的交互。
在机器人控制系统中，控制器对象充当中介者的角色，负责协调各个机器人对象之间的交互。
在游戏开发中，中介者模式可以用于协调NPC之间的交互，例如在角色扮演游戏中，NPC之间需要进行对话和交易，可以使用中介者模式来简化系统设计和实现。

总之，中介者模式是一种非常有用的设计模式，可以用于协调多个对象之间的交互，从而提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。如果您在开发过程中需要协调多个对象之间的复杂交互，可以考虑使用中介者模式来简化系统设计和实现。

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