中介者模式与备忘录模式

参考教程：https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4
代码实现 Github：https://github.com/yaokuku123/pattern

中介者模式

案例

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

传统方式

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分析

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

中介者模式

解释：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。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

代码实现

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对原理类图的说明-即(中介者模式的角色及职责)

Mediator 就是抽象中介者,定义了同事对象到中介者对象的接口
Colleague 是抽象同事类
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并接受某个同事对象的消息，完成对应任务
ConcreteColleague 具体的同事类，有多个，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)，他们均依赖中介对象

package com.yqj.pattern.mediator;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

//中介者抽象类
abstract class Mediator {
    //将同事对象加入到集合
    public abstract void register(String colleagueName, Colleague colleague);

    //接受消息，消息由具体的同事对象发出
    public abstract void getMessage(int stateChange, String colleagueName);
}

//具体的中介者类
class ConcreteMediator extends Mediator {
    //集合，存放所有同事对象
    private Map<String, Colleague> colleagueMap;
    private Map<String, String> internalMap;

    public ConcreteMediator() {
        colleagueMap = new HashMap<>();
        internalMap = new HashMap<>();
    }

    @Override
    public void register(String colleagueName, Colleague colleague) {
        //将同事放入集合
        colleagueMap.put(colleagueName, colleague);
        //自定义映射字段
        if (colleague instanceof Alarm) {
            internalMap.put("alarm", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof TV) {
            internalMap.put("TV", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof Curtains) {
            internalMap.put("curtains", colleagueName);
        } else if (colleague instanceof CoffeeMachine) {
            internalMap.put("coffeeMachine", colleagueName);
        }
    }

    //中介者核心方法
    //1.根据得到的消息，完成对应任务
    //2.中介者在这人方法中协调哥哥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(internalMap.get("coffeeMachine")))).startCoffee();
                ((TV) (colleagueMap.get(internalMap.get("TV")))).startTv();
            } else if (stateChange == 1) {
                ((TV) (colleagueMap.get(internalMap.get("TV")))).stopTv();
            }
        } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof CoffeeMachine) {
            if (stateChange == 0) {
                ((Curtains) (colleagueMap.get(internalMap.get("curtains")))).upCurtains();
            }
        } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof TV) {
            //..
        } else if (colleagueMap.get(colleagueName) instanceof Curtains) {
            //..
        }
    }
}

//同事抽象类
abstract class Colleague {
    private String name;
    private Mediator mediator;

    public Colleague(String name, Mediator mediator) {
        this.name = name;
        this.mediator = mediator;
    }

    public abstract void sendMessage(int stateChange);

    public Mediator getMediator() {
        return mediator;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

class Alarm extends Colleague {

    public Alarm(String name, Mediator mediator) {
        super(name, mediator);
        //在创建同事对象时，将自己放入到ConcreteMediator 对象的集合中，让中介者来管理
        mediator.register(name, this);
    }

    public void sendAlarm(int stateChange) {
        sendMessage(stateChange);
    }

    //给中介者对象方式信息
    @Override
    public void sendMessage(int stateChange) {
        this.getMediator().getMessage(stateChange, this.getName());
    }

}

class TV extends Colleague {

    public TV(String name, Mediator mediator) {
        super(name, mediator);
        mediator.register(name, this);
    }

    @Override
    public void sendMessage(int stateChange) {
        this.getMediator().getMessage(stateChange, this.getName());
    }

    public void startTv() {
        System.out.println("打开电视机");
    }

    public void stopTv() {
        System.out.println("关闭电视机");
    }
}

class Curtains extends Colleague {

    public Curtains(String name, Mediator mediator) {
        super(name, mediator);
        mediator.register(name, this);
    }

    @Override
    public void sendMessage(int stateChange) {
        this.getMediator().getMessage(stateChange, this.getName());
    }

    public void upCurtains() {
        System.out.println("打开窗帘");
    }
}

class CoffeeMachine extends Colleague {

    public CoffeeMachine(String name, Mediator mediator) {
        super(name, mediator);
        mediator.register(name, this);
    }

    @Override
    public void sendMessage(int stateChange) {
        this.getMediator().getMessage(stateChange, this.getName());
    }

    public void startCoffee() {
        System.out.println("制作咖啡");
    }

    public void finishCoffee() {
        System.out.println("制作完成咖啡");
        sendMessage(0);
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个中介者对象
        Mediator mediator = new ConcreteMediator();
        //创建Alarm对象并加入到中介者对象的HashMap中
        Alarm alarm = new Alarm("alarm", mediator);
        //创建CoffeeMachine对象并加入到中介者对象的HashMap中
        CoffeeMachine coffeeMachine = new CoffeeMachine("coffeeMachine", mediator);
        //创建Curtains对象并加入到中介者对象的HashMap中
        Curtains curtains = new Curtains("curtains", mediator);
        //创建TV对象并加入到中介者对象的HashMap中
        TV tv = new TV("TV", mediator);

        //让闹钟发出消息
        alarm.sendAlarm(0);
        System.out.println("====");
        alarm.sendAlarm(1);
        System.out.println("====");
        //让咖啡机发出消息
        coffeeMachine.finishCoffee();
    }
}

小结

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
减少类间依赖，降低了耦合，符合迪米特原则
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
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

案例

游戏角色状态恢复问题

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。

传统方法

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分析

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.
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
解决方案： => 备忘录模式

备忘录模式

解释：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。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。而在软件层面，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。

代码实现

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对原理类图的说明-即 (备忘录模式的角色及职责)

Originator : 对象(需要保存状态的对象)
Memento ：备忘录对象,负责保存好记录，即Originator内部状态
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
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 HashMap<String,集合>

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package com.yqj.pattern.memento;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//原始对象
class GameRole{
    private int vit;
    private int def;

    public GameRole(int vit, int def) {
        this.vit = vit;
        this.def = def;
    }

    public Memento createMemento(){
        return new Memento(vit,def);
    }

    public void recoverMenmento(Memento memento){
        vit = memento.getVit();
        def = memento.getDef();
    }

    public int getVit() {
        return vit;
    }

    public void setVit(int vit) {
        this.vit = vit;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "GameRole{" +
                "vit=" + vit +
                ", def=" + def +
                '}';
    }
}

//备忘录对象
class Memento{
    private int vit;
    private int def;

    public Memento(int vit, int def) {
        this.vit = vit;
        this.def = def;
    }

    public int getVit() {
        return vit;
    }

    public void setVit(int vit) {
        this.vit = vit;
    }

    public int getDef() {
        return def;
    }

    public void setDef(int def) {
        this.def = def;
    }
}

class Caretaker{
    //在集合中会有多个备忘录对象
    private List<Memento> mementos = new ArrayList<>();

    //将某个备忘录对象加入集合
    public void add(Memento memento){
        mementos.add(memento);
    }

    //获取第index个原始对象的备忘录对象(保存的状态)
    public Memento get(int index){
        return mementos.get(index);
    }

}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        GameRole gameRole = new GameRole(100,100);
        Caretaker caretaker = new Caretaker();
        caretaker.add(gameRole.createMemento());
        gameRole.setVit(70);
        gameRole.setDef(80);
        caretaker.add(gameRole.createMemento());
        gameRole.setVit(60);
        gameRole.setDef(70);
        caretaker.add(gameRole.createMemento());

        System.out.println(gameRole);
        //恢复状态1
        gameRole.recoverMenmento(caretaker.get(1));
        System.out.println(gameRole);
        //恢复状态0
        gameRole.recoverMenmento(caretaker.get(0));
        System.out.println(gameRole);
    }
}

小结

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
实现了信息的封装，使得用户不需要关心状态的保存细节
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
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。 4、数据库的事务管理
为了节约内存，备忘录模式可以和原型模式配合使用