华容道与数据结构 (11)

十五、 Mediator的设计

华容道自动求解程序的解题过程可以说是Layout、CircularLinkedList、AVLTree和TreeLinkedList相互协作的过程。为了降低对象间的耦合度，引入了一个中介者Mediator，负责协调它们之间的调用。我们可以在CircularLinkedList对象以及Layout对象中看到各有一个Mediator对象的引用。同时也可以看到Mediator对象持有CircularLinkedList、AVLTree和TreeLinkedList的引用。

Mediator对象首先初始化各个对象，为CircularLinkedList对象创建若干个节点以备使用，同时为TreeLinkedList与AVLTree添加根节点。代码如下：

public void Init(int n)
{
  for(int i = 0; i<n; i++)
    _circleList.insertNode();

  ChessStep c = _circleList.Initialize();
  _treeList.ClearAll();
  _avlTree.DestroyTree();

  _treeList.insertNode(c);
  _avlTree.Insert(c.layout);
  _circleList.mediator = this;
}

Mediator初始化完成后，我们就可以通过调用Mediator的BeginProcess方法启动搜索过程，Stop方法停止搜索。另外通过Release方法释放所有占用的内存资源。

public void Release()
{
  _circleList.ClearAll();
  _treeList.ClearAll();
  _avlTree.DestroyTree();
}

public bool BeginProcess()
{
  return _circleList.BeginProcess();
}

public void Stop()
{
  _circleList.Stop();
}

Mediator中的其它方法是为协调个运算对象设计的。我们可以从以下几个方面来看看Mediator是如何协调对象间的工作的：

首先，当某个Layout的CheckAvailableSteps方法被调用，并找到一个可行的布局后，Layout首先检查这个布局是否已经达到解题目的，如果没有，则调用Mediator的CheckStep方法，检查这个布局和以往布局是否有重复，如果没有重复，则将此布局以及走法添加到TreeLinkedList与AVLTree中，并通知CircularLinkedList确认分配的空间。如果布局就是最终解，则调用Layout的Finished方法，追溯棋局走法并输出结果。Layout中的代码如下：

// 将封装好的ChessStep发送给mediator作进一步处理
if(l.IsFinished)
{
 _gotTheAnswer = true;
 _mediator.Finished(cs);
}
else
 _mediator.CheckStep(cs);

这个过程可以用以下两个序列图来描述：

 

 

代码实现如下：

public void CheckStep(ChessStep cStep)
{
  try
  {
    _avlTree.Insert(cStep.layout);
    _circleList.ConfirmAllocation();
    _treeList.insertNode(cStep);
  }
  catch
  {
  }
}

public void Finished(ChessStep cStep)
{
  _circleList.Stop();
  ChessStep[] s = _treeList.TraceResult(cStep);

  _resultHandler.HandleResult(s);
  return;
}

Mediator除了实现上述功能外，它还作为CircularLinkedList与TreeLinkedList通讯的一个中间渠道。在前面的文章中曾经提到过，要确保TreeLinkedList中的current指针与CircularLinkedList中的current指针同步移动；同时，Layout在求解的过程中也需要从CircularLinkedList中分配一些可用的Layout来使用。所有这些都是通过Mediator来协调的。

public Layout AllocateLayout()
{
  return _circleList.AllocateLayout();
}

public void MoveCurrentToNext()
{
  _treeList.MoveCurrentToNext();
}

Mediator的引入降低了各对象间的耦合度，增强了系统的灵活性。

在后面的内容中，我将介绍Sample中的代码实现以及性能方面的测试和讨论。