中介者模式、备忘录模式

中介者模式、备忘录模式

中介者模式

交给中介者去完成需求，让原本相互调用的组件解耦

一、智能家庭项目

智能家庭项目：

1)智能家庭包括各种设备， 闹钟、咖啡机、电视机、窗帘等

2)主人要看电视时，各个设备可以协同工作，自动完成看电视的准备工作，比如流程为：闹铃响起-;咖啡机开始做咖啡-;窗帘自动落下-;电视机开始播放

二、传统方案解决智能家庭管理问题

三、传统的方式的问题分析

1)当各电器对象有多种状态改变时，相互之间的调用关系会比较复杂

2)各个电器对象彼此联系，你中有我，我中有你，不利于松耦合。

3)各个电器对象之间所传递的消息(参数)，容易混乱

4)当系统增加一个新的电器对象时，或者执行流程改变时，代码的可维护性、扩展性都不理想===; 考虑中介者模式

四、中介者模式基本介绍

基本介绍
1)中介者模式（Mediator Pattern），用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各个对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互

2)中介者模式属于行为型模式，使代码易于维护

3)比如 MVC 模式，C（Controller 控制器）是 M（Model 模型）和 V（View 视图）的中介者，在前后端交互时起到了中间人的作用

五、 中介者模式的原理类图

**对原理类图的说明-即(中介者模式的角色及职责)** > 1)Mediator 就是抽象中介者,定义了同事对象到中介者对象的接口 2)Colleague 是抽象同事类 3)ConcreteMediator 具体的中介者对象, 实现抽象方法, 他需要知道所有的具体的同事类,即以一个集合来管理 HashMap,并接受某个同事对象消息，完成相应的任务 4)ConcreteColleague 具体的同事类，会有很多, 每个同事只知道自己的行为， 而不了解其他同事类的行为(方法)， 但是他们都依赖中介者对象

六、中介者模式应用实例-智能家庭管理

1)应用实例要求
完成前面的智能家庭的项目，使用中介者模式
2)类图

3)**代码实现** Alarm具体的同事类 闹钟

//具体的同事类
public class Alarm extends Colleague {<!-- -->
    //构造器
    public Alarm(Mediator mediator, String name) {<!-- -->
        super(mediator, name);
        //在创建 Alarm 同事对象时，将自己放入到 ConcreteMediator 对象中[集合]
        mediator.Register(name, this);
    }

    public void SendAlarm(int stateChange) {<!-- --> 
        SendMessage(stateChange);
    }
    
    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {<!-- -->
        // 调 用 的 中 介 者 对 象 的 getMessage 
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }
    
}

主函数

public class ClientTest {<!-- -->
    public static void main(String[] args) {<!-- -->
        //创建一个中介者对象
        Mediator mediator = new ConcreteMediator();
        //创建 Alarm  并且加入到	ConcreteMediator 对象的 HashMap 
        Alarm alarm = new Alarm(mediator, "alarm");

        //创建了 CoffeeMachine 对象，并	且加入到	ConcreteMediator 对象的 HashMap 
        CoffeeMachine coffeeMachine = new CoffeeMachine(mediator,"coffeeMachine");
        //创建  Curtains , 并	且加入到	ConcreteMediator 对象的 HashMap 
        Curtains curtains = new Curtains(mediator, "curtains");
        TV tV = new TV(mediator, "TV");

        //让闹钟发出消息
        alarm.SendAlarm(0); 
        coffeeMachine.FinishCoffee(); 
        alarm.SendAlarm(1);
    }
}

CoffeeMachine

```java
public class CoffeeMachine extends Colleague {<!-- -->
    public CoffeeMachine(Mediator mediator, String name) {<!-- --> 
        super(mediator, name);                                 
        mediator.Register(name, this);
    }

    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {<!-- -->
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }

    public void StartCoffee() {<!-- --> 
        System.out.println("It's time to startcoffee!");
    }

    public void FinishCoffee() {<!-- -->
        System.out.println("After 5 minutes!"); 
        System.out.println("Coffee is ok!"); SendMessage(0);
    }
}

Colleague同事抽象类

//同事抽象类
public abstract class Colleague {<!-- -->
    private Mediator mediator; 
    public String name;

    public Colleague(Mediator mediator, String name) {<!-- -->
        this.mediator = mediator; this.name = name;
    }

    public Mediator GetMediator() {<!-- --> 
        return this.mediator;
    }

    public abstract void SendMessage(int stateChange);
}

ConcreteMediator

//具体的中介者类
public class ConcreteMediator extends Mediator {<!-- -->
    //集合，放入所有的同事对象
    private HashMap;String, Colleague; colleagueMap;
    private HashMap;String, String; interMap;

    public ConcreteMediator() {<!-- -->
        colleagueMap = new HashMap;String, Colleague;(); 
        interMap = new HashMap;String, String;();
    }

    @Override
    public void Register(String colleagueName, Colleague colleague) {<!-- -->
        colleagueMap.put(colleagueName, colleague);
        if (colleague instanceof Alarm) {<!-- --> 
            interMap.put("Alarm", colleagueName);
        } 
        else if (colleague instanceof CoffeeMachine) {<!-- --> 
            interMap.put("CoffeeMachine", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof TV) {<!-- --> 
            interMap.put("TV", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof Curtains) {<!-- --> 
            interMap.put("Curtains", colleagueName);
        }
    }

    //具体中介者的核心方法
    //1. 根据得到消息，完成对应任务
    //2. 中介者在这个方法，协调各个具体的同事对象，完成任务
    @Override
    public void GetMessage(int stateChange, String colleagueName) {<!-- -->
        //处理闹钟发出的消息
        if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Alarm) {<!-- --> 
            if (stateChange == 0) {<!-- -->
                ((CoffeeMachine) (colleagueMap.get(interMap
                                                   .get("CoffeeMachine")))).StartCoffee();
                ((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StartTv();
            } else if (stateChange == 1) {<!-- -->
                ((TV) (colleagueMap.get(interMap.get("TV")))).StopTv();
            }

        } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof CoffeeMachine) {<!-- --> 
            ((Curtains) (colleagueMap.get(interMap.get("Curtains")))).UpCurtains();
        } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof TV) {<!-- -->
            //如果 TV 发现消息
        } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Curtains) {<!-- -->
            //如果是以窗帘发出的消息，这里处理...
        }
    }

    @Override
    public void SendMessage() {<!-- -->}

}

Curtains

public class Curtains extends Colleague {<!-- -->
    public Curtains(Mediator mediator, String name) {<!-- --> 
        super(mediator, name);
        mediator.Register(name, this);
    }

    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {<!-- -->
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }

    public void UpCurtains() {<!-- -->
        System.out.println("I am holding Up Curtains!");
    }
}

Mediator

public abstract class Mediator {<!-- -->
    //将给中介者对象，加入到集合中
    public abstract void Register(String colleagueName, Colleague colleague);

    //接收消息, 具体的同事对象发出
    public abstract void GetMessage(int stateChange, String colleagueName);
    
    public abstract void SendMessage();
}

TV

public class TV extends Colleague {<!-- -->
    public TV(Mediator mediator, String name) {<!-- --> 
        super(mediator, name);
        mediator.Register(name, this);


    }

    @Override
    public void SendMessage(int stateChange) {<!-- -->
        this.GetMediator().GetMessage(stateChange, this.name);
    }

    public void StartTv() {<!-- -->
        System.out.println("It's time to StartTv!");
    }

    public void StopTv() {<!-- -->
        System.out.println("StopTv!");
    }
}

七、中介者模式的注意事项和细节

1)多个类相互耦合，会形成网状结构, 使用中介者模式将网状结构分离为星型结构，进行解耦
2)减少类间依赖，降低了耦合，符合迪米特原则
3)中介者承担了较多的责任，一旦中介者出现了问题，整个系统就会受到影响
4)如果设计不当，中介者对象本身变得过于复杂，这点在实际使用时，要特别注意

备忘录模式

快照，恢复

游戏角色有攻击力和防御力，在大战 Boss 前保存自身的状态(攻击力和防御力)，当大战 Boss 后攻击力和防御力下降，从备忘录对象恢复到大战前的状态

二、传统方案解决游戏角色恢复

三、传统的方式的问题分析

1)一个对象，就对应一个保存对象状态的对象， 这样当我们游戏的对象很多时，不利于管理，开销也很大.

2)传统的方式是简单地做备份，new 出另外一个对象出来，再把需要备份的数据放到这个新对象，但这就暴露了对象内部的细节

3)解决方案： =; 备忘录模式

四、备忘录模式基本介绍

基本介绍
1)备忘录模式（Memento Pattern）在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态

2)可以这里理解备忘录模式：现实生活中的备忘录是用来记录某些要去做的事情，或者是记录已经达成的共同意见的事情，以防忘记了。

在软件层面，备忘录模式有着相同的含义， 备忘录对象主要用来记录一个对象的某种状态，或者某些数据，当要做回退时，可以从备忘录对象里获取原来的数据进行恢复操作

3)备忘录模式属于行为型模式

五、备忘录类图

**对原理类图的说明-即(备忘录模式的角色及职责)** > 1)originator : 对象(`需保存状态的对象`) 2)Memento ：备忘录对象,`负责保存`好记录，即 Originator 内部状态 3)Caretaker: 守护者对象,负责保存多个备忘录对象， 使用集合`管理`，提高效率 4)说明：如果希望保存多个 originator 对象的不同时间的状态，也可以，只需要要 HashMap ;String, 集合;

代码实现
Caretaker管理者

public class Caretaker {<!-- -->
    //在 List 集合中会有很多的备忘录对象
    private List;Memento; mementoList = new ArrayList;Memento;();
    
    public void add(Memento memento) {<!-- --> 
        mementoList.add(memento);
    }

    //获取到第 index 个 Originator 的 备忘录对象(即保存状态) 
    public Memento get(int index) {<!-- -->
        return mementoList.get(index);
    }
}

主函数

public class Client {<!-- -->    public static void main(String[] args) {<!-- -->        Originator originator = new Originator(); //被保存者        Caretaker caretaker = new Caretaker();//管理者                originator.setState(" 状态#1  攻击力 100 ");                //保存了当前的状态        caretaker.add(originator.saveStateMemento());        originator.setState(" 状 态 #2 攻 击 力 80 ");         caretaker.add(originator.saveStateMemento());        originator.setState(" 状 态 #3 攻 击 力 50 ");         caretaker.add(originator.saveStateMemento());        System.out.println("当前的状态是 =" + originator.getState());        //希望得到状态 1, 将 originator 恢复到状态 1         originator.getStateFromMemento(caretaker.get(0));        System.out.println("恢复到状态 1 ,  当前的状态是");        System.out.println("当前的状态是 =" + originator.getState());    }}

Memento保存者

public class Memento {<!-- -->     //保存的信息，这里用String来使用，如果有多个    //则定义多个变量    private String state;        //构造器    public Memento(String state) {<!-- -->         super();        this.state = state;    }    public String getState() {<!-- -->         return state;    }}

Originator被保存者

@Datapublic class Originator {<!-- -->    private String state;//状态信息    //编写一个方法，可以保存一个状态对象 Memento    //因此编写一个方法，返回 Memento    public Memento saveStateMemento() {<!-- -->         return new Memento(state);    }    //通过备忘录对象，恢复状态    public void getStateFromMemento(Memento memento) {<!-- -->         state = memento.getState();    }}

六、游戏角色恢复状态实例

1)应用实例要求

游戏角色有攻击力和防御力，在大战 Boss 前保存自身的状态(攻击力和防御力)，当大战 Boss 后攻击力和防御力下降，从备忘录对象恢复到大战前的状态

2)思路分析和图解(类图)

3)代码实现

Caretaker管理者

//守护者对象, 保存游戏角色的状态public class Caretaker {<!-- -->    //如果只保存一次状态    private Memento	memento;    //对 GameRole 保存多次状态    //private ArrayList;Memento; mementos;    //对多个游戏角色保存多个状态    //private HashMap;String, ArrayList;Memento;; rolesMementos;    public Memento getMemento() {<!-- -->         return memento;    }    public void setMemento(Memento memento) {<!-- -->         this.memento = memento;    }}

主函数

public class Client {<!-- -->    public static void main(String[] args) {<!-- -->        //创建游戏角色        GameRole gameRole = new GameRole();         gameRole.setVit(100);         gameRole.setDef(100);        System.out.println("和 boss 大战前的状态");         gameRole.display();        //把当前状态保存 caretaker        Caretaker caretaker = new Caretaker();         caretaker.setMemento(gameRole.createMemento());        System.out.println("和 boss 大战~~~");         gameRole.setDef(30);         gameRole.setVit(30);        gameRole.display();                System.out.println("大战后，使用备忘录对象恢复到站前");         gameRole.recoverGameRoleFromMemento(caretaker.getMemento());                System.out.println("恢复后的状态");         gameRole.display();    }    }

GameRole游戏角色

@Datapublic class GameRole {<!-- -->    private int vit;//攻击力    private int def;//防御力    //创建 Memento ,即根据当前的状态得到     Memento public Memento createMemento() {<!-- -->        return new Memento(vit, def);    }    //从备忘录对象，恢复 GameRole 的状态    public void recoverGameRoleFromMemento(Memento memento) {<!-- -->         this.vit = memento.getVit();        this.def = memento.getDef();    }    //显示当前游戏角色的状态     public void display() {<!-- -->        System.out.println("游戏角色当前的攻击力：" + this.vit + "  防御力: " + this.def);    }}

Memento保存着

@Datapublic class Memento {<!-- -->    private int vit;//攻击力    private int def;//防御力        public Memento(int vit, int def) {<!-- -->         super();        this.vit = vit;         this.def = def;    }}

七、备忘录模式的注意事项和细节

1)给用户 提供了一种可以恢复状态的机制，可以使用户能够比较方便地回到某个历史的状态
2)实现了信息的封装，使得用户不需要关心状态的保存细节
3)如果类的成员变量过多，势必会占用比较大的资源，而且每一次保存都会消耗一定的内存, 这个需要注意
4)适用的应用场景：
1、后悔药。2、打游戏时的存档。3、Windows 里的 ctri + z。4、IE 中的后退。5、数据库的事务管理
5)为了节约内存，备忘录模式可以和原型模式配合使用