JavaScript设计模式之中介者模式实例分析

今天小编给大家分享一下JavaScript设计模式中介者模式实例分析的相关知识点,内容详细,逻辑清晰,相信大部分人都还太了解这方面的知识,所以分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后有所收获,下面我们一起来了解一下吧。

中介者模式

在我们生活的世界中,每个人每个物体之间都会产生一些错综复杂的联系。在应用程序里也是一样,程序由大大小小的单一对象组成,所有这些对象都按照某种关系和规则来通信。

平时我们大概能记住 10 个朋友的电话、30 家餐馆的位置。在程序里,也许一个对象会和其他 10 个对象打交道,所以它会保持 10 个对象的引用。当程序的规模增大,对象会越来越多,它们之间的关系也越来越复杂,难免会形成网状的交叉引用。当我们改变或删除其中一个对象的时候,很可能需要通知所有引用到它的对象。这样一来,就像在心脏旁边拆掉一根毛细血管一般, 即使一点很小的修改也必须小心翼翼,如下图所示。

面向对象设计鼓励将行为分布到各个对象中,把对象划分成更小的粒度,有助于增强对象的可复用性,但由于这些细粒度对象之间的联系激增,又有可能会反过来降低它们的可复用性。

中介者模式的作用就是解除对象与对象之间的紧耦合关系。增加一个中介者对象后,所有的相关对象都通过中介者对象来通信,而不是互相引用,所以当一个对象发生改变时,只需要通知中介者对象即可。中介者使各对象之间耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式使网状的多对多关系变成了相对简单的一对多关系,如下图所示。

在前面的图中,如果对象 A 发生了改变,则需要同时通知跟 A 发生引用关系的 B、D、E、F 这 4 个对象;而在上图中,使用中介者模式改进之后,A 发生改变时则只需要通知这个中介者对象即可。

现实中的中介者

在现实生活中也有很多中介者的例子,例如机场指挥塔。

中介者也被称为调停者,我们想象一下机场的指挥塔,如果没有指挥塔的存在,每一架飞机要和方圆 100 公里内的所有飞机通信,才能确定航线以及飞行状况,后果是不可想象的。现实中的情况是,每架飞机都只需要和指挥塔通信。指挥塔作为调停者,知道每一架飞机的飞行状况,所以它可以安排所有飞机的起降时间,及时做出航线调整。

下面我们来看中介者模式在下面这个案例中的应用。

中介者模式的例子 泡泡堂游戏

大家可能都还记得泡泡堂游戏,现在我们来一起回顾这个游戏,假设在游戏之初只支持两个玩家同时进行对战。

先定义一个玩家构造函数,它有 3 个简单的原型方法:Play.prototype.win、Play.prototype.lose 以及表示玩家死亡的 Play.prototype.die。

因为玩家的数目是 2,所以当其中一个玩家死亡的时候游戏便结束, 同时通知它的对手胜利。 这段代码看起来很简单:

function Player(name) {
	this.name = name
	this.enemy = null; // 敌人
};
Player.prototype.win = function () {
	console.log(this.name + ' won ');
};
Player.prototype.lose = function () {
	console.log(this.name + ' lost');
};
Player.prototype.die = function () {
	this.lose();
	this.enemy.win();
};

接下来创建 2 个玩家对象:

const player1 = new Player('玩家一');
const player2 = new Player('玩家二');

给玩家相互设置敌人:

player1.enemy = player2; 
player2.enemy = player1;

当玩家 player1 被泡泡炸死的时候,只需要调用这一句代码便完成了一局游戏:

player1.die();// 输出:玩家一 lost、玩家二 won

然而真正的泡泡堂游戏至多可以有 8 个玩家,并分成红蓝两队进行游戏。

为游戏增加队伍

现在我们改进一下游戏。因为玩家数量变多,用下面的方式来设置队友和敌人无疑很低效:

player1.partners = [player1, player2, player3, player4];
player1.enemies = [player5, player6, player7, player8];
Player5.partners = [player5, player6, player7, player8];
Player5.enemies = [player1, player2, player3, player4];

所以我们定义一个数组 players 来保存所有的玩家,在创建玩家之后,循环 players 来给每个玩家设置队友和敌人:

const players = [];

再改写构造函数 Player,使每个玩家对象都增加一些属性,分别是队友列表、敌人列表 、 玩家当前状态、角色名字以及玩家所在的队伍颜色:

function Player(name, teamColor) {
	this.partners = []; // 队友列表
	this.enemies = []; // 敌人列表
	this.state = 'live'; // 玩家状态
	this.name = name; // 角色名字
	this.teamColor = teamColor; // 队伍颜色
};

玩家胜利和失败之后的展现依然很简单,只是在每个玩家的屏幕上简单地弹出提示:

Player.prototype.win = function () { // 玩家团队胜利
	console.log('winner: ' + this.name);
};
Player.prototype.lose = function () { // 玩家团队失败
	console.log('loser: ' + this.name);
};

玩家死亡的方法要变得稍微复杂一点,我们需要在每个玩家死亡的时候,都遍历其他队友的生存状况,如果队友全部死亡,则这局游戏失败,同时敌人队伍的所有玩家都取得胜利,代码如下:

Player.prototype.die = function () { // 玩家死亡
	let all_dead = true;
	this.state = 'dead'; // 设置玩家状态为死亡
	for (let i = 0; i < this.partners.length; i++) { // 遍历队友列表
		if (this.partners[i].state !== 'dead') { // 如果还有一个队友没有死亡,则游戏还未失败
			all_dead = false;
			break;
		}
	}
	if (all_dead === true) { // 如果队友全部死亡
		this.lose(); // 通知自己游戏失败
		for (let i = 0; i < this.partners.length; i++) { // 通知所有队友玩家游戏失败
			this.partners[i].lose();
		}
		for (let i = 0; i < this.enemies.length; i++) { // 通知所有敌人游戏胜利
			this.enemies[i].win();
		}
	}
};

最后定义一个工厂来创建玩家:

const playerFactory = function (name, teamColor) {
	const newPlayer = new Player(name, teamColor); // 创建新玩家
	for (let i = 0; i < players.length; i++) { // 通知所有的玩家,有新角色加入
		if (players[i].teamColor === newPlayer.teamColor) { // 如果是同一队的玩家
			players[i].partners.push(newPlayer); // 相互添加到队友列表
			newPlayer.partners.push(players[i]);
		} else {
			players[i].enemies.push(newPlayer); // 相互添加到敌人列表
			newPlayer.enemies.push(players[i]);
		}
	}
	players.push(newPlayer);
	return newPlayer;
};

现在来感受一下, 用这段代码创建 8 个玩家:

//红队:
var player1 = playerFactory('皮蛋', 'red'),
	player2 = playerFactory('小乖', 'red'),
	player3 = playerFactory('宝宝', 'red'),
	player4 = playerFactory('小强', 'red');
//蓝队:
var player5 = playerFactory('黑妞', 'blue'),
	player6 = playerFactory('葱头', 'blue'),
	player7 = playerFactory('胖墩', 'blue'),
	player8 = playerFactory('海盗', 'blue');

让红队玩家全部死亡:

player1.die();
player2.die();
player4.die();
player3.die();

结果如下:

loser: 宝宝loser: 皮蛋loser: 小乖loser: 小强winner: 黑妞winner: 葱头winner: 胖墩winner: 海盗

玩家增多带来的困扰

现在我们已经可以随意地为游戏增加玩家或者队伍,但问题是,每个玩家和其他玩家都是紧紧耦合在一起的。在此段代码中,每个玩家对象都有两个属性,this.partners 和 this.enemies,用来保存其他玩家对象的引用。当每个对象的状态发生改变,比如角色移动、吃到道具或者死亡时,都必须要显式地遍历通知其他对象。

在这个例子中只创建了 8 个玩家,或许还没有对你产生足够多的困扰,而如果在一个大型网络游戏中,画面里有成百上千个玩家,几十支队伍在互相厮杀。如果有一个玩家掉线,必须从所有其他玩家的队友列表和敌人列表中都移除这个玩家。游戏也许还有解除队伍和添加到别的队伍的功能,红色玩家可以突然变成蓝色玩家,这就不再仅仅是循环能够解决的问题了。面对这样的需求,我们上面的代码可以迅速进入投降模式。

用中介者模式改造泡泡堂游戏

现在我们开始用中介者模式来改造上面的泡泡堂游戏, 改造后的玩家对象和中介者的关系如下图所示。

首先仍然是定义 Player 构造函数和 player 对象的原型方法,在 player 对象的这些原型方法 中,不再负责具体的执行逻辑,而是把操作转交给中介者对象,我们把中介者对象命名为 playerDirector:

function Player(name, teamColor) {
	this.name = name; // 角色名字
	this.teamColor = teamColor; // 队伍颜色 
	this.state = 'alive'; // 玩家生存状态
};
Player.prototype.win = function () {
	console.log(this.name + ' won ');
};
Player.prototype.lose = function () {
	console.log(this.name + ' lost');
};
/*******************玩家死亡*****************/
Player.prototype.die = function () {
	this.state = 'dead';
	playerDirector.reciveMessage('playerDead', this); // 给中介者发送消息,玩家死亡
};
/*******************移除玩家*****************/
Player.prototype.remove = function () {
	playerDirector.reciveMessage('removePlayer', this); // 给中介者发送消息,移除一个玩家
};
/*******************玩家换队*****************/
Player.prototype.changeTeam = function (color) {
	playerDirector.reciveMessage('changeTeam', this, color); // 给中介者发送消息,玩家换队
};

再继续改写之前创建玩家对象的工厂函数,可以看到,因为工厂函数里不再需要给创建的玩家对象设置队友和敌人,这个工厂函数几乎失去了工厂的意义:

const playerFactory = function (name, teamColor) {
	const newPlayer = new Player(name, teamColor); // 创造一个新的玩家对象
	playerDirector.reciveMessage('addPlayer', newPlayer); // 给中介者发送消息,新增玩家
	return newPlayer;
};

最后,我们需要实现这个中介者 playerDirector 对象,一般有以下两种方式。

利用发布&mdash;订阅模式。将 playerDirector 实现为订阅者,各 player 作为发布者,一旦 player 的状态发生改变,便推送消息给 playerDirector,playerDirector 处理消息后将反馈发送 给其他 player。

在 playerDirector 中开放一些接收消息的接口,各 player 可以直接调用该接口来给 playerDirector 发送消息,player 只需传递一个参数给 playerDirector,这个参数的目的是使 playerDirector 可以识别发送者。同样,playerDirector 接收到消息之后会将处理结果反馈给其他 player。

这两种方式的实现没什么本质上的区别。在这里我们使用第二种方式,playerDirector 开放一个对外暴露的接口 reciveMessage,负责接收 player 对象发送的消息,而 player 对象发送消息的时候,总是把自身 this 作为参数发送给 playerDirector,以便 playerDirector 识别消息来自于哪个玩家对象,代码如下:

const playerDirector = (function () {
	const players = {}, // 保存所有玩家
		operations = {}; // 中介者可以执行的操作
	/**
	 * 新增一个玩家
	 * @param {Player} player 玩家
	 */
	operations.addPlayer = function (player) {
		const teamColor = player.teamColor; // 玩家的队伍颜色
		// 如果该颜色的玩家还没有成立队伍,则新成立一个队伍
		players[teamColor] = players[teamColor] || [];
		players[teamColor].push(player); // 添加玩家进队伍
	};
	/**
	 * 移除一个玩家
	 * @param {Player} player 玩家
	 */
	operations.removePlayer = function (player) {
		const teamColor = player.teamColor, // 玩家的队伍颜色
			teamPlayers = players[teamColor] || []; // 该队伍所有成员
		for (let i = teamPlayers.length - 1; i >= 0; i--) { // 遍历删除
			if (teamPlayers[i] === player) {
				teamPlayers.splice(i, 1);
			}
		}
	};
	/**
	 * 玩家换队
	 * @param {Player} player 玩家
	 * @param {string} newTeamColor 队伍颜色
	 */
	operations.changeTeam = function (player, newTeamColor) { // 玩家换队
		operations.removePlayer(player); // 从原队伍中删除
		player.teamColor = newTeamColor; // 改变队伍颜色
		operations.addPlayer(player); // 增加到新队伍中
	};
	/**
	 * 玩家死亡
	 * @param {Player} player 玩家
	 */
	operations.playerDead = function (player) {
		const teamColor = player.teamColor,
			teamPlayers = players[teamColor]; // 玩家所在队伍
		let all_dead = true;
		for (let i = 0; i < teamPlayers.length; i++) {
			if (teamPlayers[i].state !== 'dead') {
				all_dead = false;
				break;
			}
		}
		if (all_dead) { // 全部死亡
			for (let i = 0; i < teamPlayers.length; i++) {
				teamPlayers[i].lose(); // 本队所有玩家 lose 
			}
			for (const color in players) {
				if (color !== teamColor) {
					const teamPlayers = players[color]; // 其他队伍的玩家
					for (let i = 0; i < teamPlayers.length; i++) {
						teamPlayers[i].win(); // 其他队伍所有玩家 win 
					}
				}
			}
		}
	};
	const reciveMessage = function () {
		// arguments 的第一个参数为消息名称
		const message = Array.prototype.shift.call(arguments); 
		operations[message].apply(this, arguments);
	};
	return {
		reciveMessage
	}
})();

可以看到,除了中介者本身,没有一个玩家知道其他任何玩家的存在,玩家与玩家之间的耦合关系已经完全解除,某个玩家的任何操作都不需要通知其他玩家,而只需要给中介者发送一个消息,中介者处理完消息之后会把处理结果反馈给其他的玩家对象。我们还可以继续给中介者扩展更多功能,以适应游戏需求的不断变化。

我们来看下测试结果:

// 红队:
var player1 = playerFactory('皮蛋', 'red'),
	player2 = playerFactory('小乖', 'red'),
	player3 = playerFactory('宝宝', 'red'),
	player4 = playerFactory('小强', 'red');
// 蓝队:
var player5 = playerFactory('黑妞', 'blue'),
	player6 = playerFactory('葱头', 'blue'),
	player7 = playerFactory('胖墩', 'blue'),
	player8 = playerFactory('海盗', 'blue');
player1.die();
player2.die();
player3.die();
player4.die();

运行结果如下。

皮蛋 lost小乖 lost宝宝 lost小强 lost黑妞 won葱头 won胖墩 won海盗 won

假设皮蛋和小乖掉线

player1.remove(); 
player2.remove(); 
player3.die(); 
player4.die();

则结果如下。

宝宝 lost小强 lost黑妞 won葱头 won胖墩 won海盗 won

假设皮蛋从红队叛变到蓝队

player1.changeTeam( 'blue' ); 
player2.die(); 
player3.die(); 
player4.die();

则结果如下。

小乖 lost宝宝 lost小强 lost黑妞 won葱头 won胖墩 won海盗 won皮蛋 won

以上就是“JavaScript设计模式之中介者模式实例分析”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获,小编每天都会为大家更新不同的知识,如果还想学习更多的知识,请关注***行业资讯频道。

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