设计模式——中介者模式

定义

中介者模式（Mediator Pattern）是一种行为设计模式。它通过引入一个中介者对象来封装一系列对象之间的交互，使得这些对象之间不再直接相互引用，而是通过中介者来进行通信。这样可以降低对象之间的耦合度，使得系统的结构更加清晰，易于维护和扩展。

UML 类图及主要角色

抽象中介者（Mediator）：
定义了一个接口，用于与各同事（Colleague）对象进行通信。在 C++ 中，通常是一个抽象类，包含抽象的通知方法，用于接收同事对象发送的消息并进行处理。
具体中介者（Concrete Mediator）：
实现了抽象中介者中的接口，它了解并维护各个同事对象的引用，负责协调各个同事对象之间的交互。当收到一个同事对象的消息时，它会根据业务逻辑决定将消息转发给哪些其他同事对象。
抽象同事（Colleague）：
定义了同事类的接口，每个同事对象都知道它的中介者对象，并且在需要与其他同事对象通信时，通过中介者对象来发送消息。
具体同事（Concrete Colleague）：
实现了抽象同事类的接口，具体同事对象包含自身的业务逻辑，并通过中介者对象来和其他同事对象进行通信。例如，在一个聊天系统中，每个用户（具体同事）可以通过聊天服务器（具体中介者）来发送和接收消息，而不是直接与其他用户通信。

简单示例：简单的聊天系统

抽象中介者类

cpp 复制代码

class ChatMediator {
public:
  virtual void sendMessage(const std::string& msg, class ChatUser* user) = 0;
};

具体中介者类

cpp 复制代码

class ChatRoom : public ChatMediator {
private:
  std::vector<ChatUser*> users;
public:
  void addUser(ChatUser* user) {
    users.push_back(user);
  }
  void sendMessage(const std::string& msg, ChatUser* user) override {
    for (ChatUser* u : users) {
      if (u!= user) {
        u->receive(msg);
      }
    }
  }
};

抽象同事类

cpp 复制代码

class ChatUser {
protected:
  ChatMediator* mediator;
public:
  ChatUser(ChatMediator* med) : mediator(med) {}
  virtual void send(const std::string& msg) = 0;
  virtual void receive(const std::string& msg) = 0;
};

具体同事类

cpp 复制代码

class ChatUserImpl : public ChatUser {
private:
  std::string name;
public:
  ChatUserImpl(ChatMediator* med, const std::string& n) : ChatUser(med), name(n) {}
  void send(const std::string& msg) override {
    mediator->sendMessage(msg, this);
  }
  void receive(const std::string& msg) override {
    std::cout << name << " received message: " << msg << std::endl;
  }
};

使用示例

cpp 复制代码

int main() {
  ChatRoom room;
  ChatUser* user1 = new ChatUserImpl(&room, "User1");
  ChatUser* user2 = new ChatUserImpl(&room, "User2");
  room.addUser(user1);
  room.addUser(user2);
  user1->send("Hello!");
  delete user1;
  delete user2;
  return 0;
}

在这个示例中，ChatMediator是抽象中介者，ChatRoom是具体中介者，负责管理用户并转发消息。ChatUser是抽象同事，ChatUserImpl是具体同事，用户通过中介者（聊天房间）来发送和接收消息。

优点

降低耦合度：
减少了同事对象之间的直接依赖，使得各个同事对象可以独立地变化和扩展，而不会影响到其他同事对象。例如在复杂的软件系统中，不同模块之间的通信通过中介者进行，模块内部的修改不会直接影响其他模块。
集中控制交互逻辑：
中介者对象可以集中管理和协调同事对象之间的交互，使得交互逻辑更加清晰。比如在游戏开发中，游戏场景中的各个游戏对象之间的交互（如碰撞检测、触发事件等）可以通过一个场景中介者来统一管理。

缺点

中介者可能会变得复杂：
如果同事对象之间的交互过于复杂，中介者对象可能会包含大量的逻辑来协调这些交互，导致中介者类变得庞大和复杂，难以维护。
系统的可扩展性可能会受到限制：
当需要添加新的同事对象或者新的交互方式时，可能需要修改中介者类的代码，这可能会对系统的扩展性产生一定的影响。不过，通过合理的设计和接口规划，可以在一定程度上减轻这种影响。