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+layout: single
+title: "Design Pattern (21) - Mediator Pattern (中介者模式)"
+date: 2024-12-22 14:00:00 +0800
+excerpt: "了解中介者模式如何協調物件之間的交互，減少物件之間的耦合性並促進系統的可擴展性。"
+header:
+  overlay_image: /assets/images/design_patterns.jpg
+  teaser: /assets/images/design_patterns.jpg
+tags: [Mediator Pattern]
+categories: [Design Pattern]
+---
+
+> 您可於此 [design_pattern repo](https://github.com/nickhuangcyh/design_pattern) 下載 Design Pattern 系列程式碼。
+
+## 需求
+
+我們的任務是設計一個 **聊天室應用程式**，需求如下：
+
+- 使用者可以透過聊天室傳遞訊息。
+- 每個使用者都不需要直接管理其他使用者的資訊。
+- 新增或移除使用者不應影響其他使用者的運作。
+
+## 物件導向分析 (OOA)
+
+理解需求後，我們來快速分析：
+
+- 若使用者彼此直接通信，會導致複雜的相依關係，增加維護成本。
+- 我們需要一個集中管理的角色，來協調使用者之間的訊息傳遞。
+
+![mediator_pattern_uml_1]({{ site.baseurl }}/assets/images/design_pattern_mediator_pattern_uml_1.png)
+
+## 察覺 Forces
+
+在未使用設計模式的情況下，我們可能面臨以下挑戰：
+
+1. **高耦合性 (High Coupling)**：
+
+   - 使用者彼此之間直接通信，導致新增或移除使用者時需修改多處程式碼。
+
+2. **難以擴展 (Hard to Extend)**：
+
+   - 若要增加新功能（如訊息過濾或廣播機制），需要修改多個使用者的邏輯。
+
+3. **複雜度上升 (Increased Complexity)**：
+
+   - 使用者之間的關聯數量隨著使用者數量增長呈指數級增加。
+
+## 套用 Mediator Pattern (Solution) 得到新的 Context (Resulting Context)
+
+做完 OOA，察覺 Forces，看清楚整個 Context 後，就可以來套用 Mediator Pattern 解決這個問題。
+
+中介者模式引入了一個中介者來負責協調使用者之間的交互。使用者只需與中介者通信，從而降低相互之間的耦合性。
+
+以下是 Mediator Pattern 的 UML 圖：
+
+![mediator_pattern_uml_2]({{ site.baseurl }}/assets/images/design_pattern_mediator_pattern_uml_2.png)
+
+Mediator Pattern 的主要角色：
+
+- **Mediator (中介者介面)**：定義協調參與者的方法，例如傳遞訊息。
+- **ConcreteMediator (具體中介者)**：實現中介者的行為，處理使用者之間的訊息傳遞。
+- **Colleague (同事類別)**：表示參與者，所有訊息均通過中介者進行傳遞。
+- **ConcreteColleague (具體同事類別)**：實現具體參與者的行為，並依賴中介者進行通信。
+
+讓我們將 Mediator Pattern 套用到聊天室應用程式中。
+
+![mediator_pattern_uml_3]({{ site.baseurl }}/assets/images/design_pattern_mediator_pattern_uml_3.png)
+
+## 物件導向程式設計 (OOP)
+
+[Mediator]
+
+```kotlin
+interface ChatMediator {
+    fun sendMessage(message: String, user: User)
+    fun addUser(user: User)
+}
+```
+
+[ConcreteMediator]
+
+```kotlin
+class ChatRoomMediator : ChatMediator {
+    private val users = mutableListOf<User>()
+
+    override fun sendMessage(message: String, user: User) {
+        users.filter { it != user }.forEach { it.receive(message) }
+    }
+
+    override fun addUser(user: User) {
+        users.add(user)
+    }
+}
+```
+
+[Colleague]
+
+```kotlin
+abstract class User(protected val mediator: ChatMediator, val name: String) {
+    abstract fun send(message: String)
+    abstract fun receive(message: String)
+}
+```
+
+[ConcreteColleague]
+
+```kotlin
+class ChatUser(mediator: ChatMediator, name: String) : User(mediator, name) {
+    override fun send(message: String) {
+        println("$name 發送訊息：$message")
+        mediator.sendMessage(message, this)
+    }
+
+    override fun receive(message: String) {
+        println("$name 收到訊息：$message")
+    }
+}
+```
+
+[Client]
+
+```kotlin
+fun main() {
+    val chatMediator = ChatRoomMediator()
+
+    val user1 = ChatUser(chatMediator, "Alice")
+    val user2 = ChatUser(chatMediator, "Bob")
+    val user3 = ChatUser(chatMediator, "Charlie")
+
+    chatMediator.addUser(user1)
+    chatMediator.addUser(user2)
+    chatMediator.addUser(user3)
+
+    user1.send("Hello, everyone!")
+    user2.send("Hi, Alice!")
+}
+```
+
+[Output]
+
+```kotlin
+Alice 發送訊息：Hello, everyone!
+Bob 收到訊息：Hello, everyone!
+Charlie 收到訊息：Hello, everyone!
+Bob 發送訊息：Hi, Alice!
+Alice 收到訊息：Hi, Alice!
+Charlie 收到訊息：Hi, Alice!
+```
+
+## 結論
+
+透過中介者模式，我們成功降低了使用者之間的耦合性，並實現了靈活的訊息傳遞機制。此模式非常適合處理多物件之間的交互，例如聊天室、事件系統或 GUI 組件通信等場景。