C++ 设计模式：中介者模式（Mediator Pattern）

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中介者模式（Mediator Pattern）是行为型设计模式之一，它的主要目的是通过一个中介者对象来封装（封装变化）一系列对象之间的交互。中介者模式使各对象不需要显式地相互引用（编译时依赖-->运行时依赖），从而使其耦合松散（管理变化），而且可以独立地改变它们之间的交互。

1.问题分析

在复杂系统中，对象之间的交互可能非常复杂，导致系统难以维护和扩展。中介者模式通过引入一个中介者对象，来管理和协调这些对象之间的交互，从而简化对象之间的关系。

2.实现步骤

定义中介者接口：声明用于与各对象交互的方法。
定义参与者基类：声明交互方法。
定义具体的参与者类：创建多个具体的参与者类，实现交互方法。
定义具体中介者：实现中介者接口，并协调各对象之间的交互。
客户端代码：通过中介者与各参与者交互。

3.代码示例

以机器人群之间的通信作为示例。

3.1.定义中介者接口

cpp 复制代码

// 中介者接口
class Mediator {
 public:
  virtual void sendMessage(const std::string& message, class Robot* robot) = 0;
};

3.2.定义机器人基类

cpp 复制代码

class Robot {
 public:
  Robot(std::shared_ptr<Mediator> mediator, const std::string& name) : mediator_(mediator), name_(name) {}

  virtual void sendMessage(const std::string& message) = 0;
  virtual void receiveMessage(const std::string& message) = 0;
  std::string getName() const { return name_; }

 protected:
  std::shared_ptr<Mediator> mediator_;
  std::string name_;
};

3.3.定义具体的机器人类

cpp 复制代码

// 具体的机器人类1
class ConcreteRobot1 : public Robot {
 public:
  ConcreteRobot1(std::shared_ptr<Mediator> mediator, const std::string& name) : Robot(mediator, name) {}

  void sendMessage(const std::string& message) override { mediator_->sendMessage(message, this); }
  void receiveMessage(const std::string& message) override { std::cout << "Robot1 (" << name_ << ") received: " << message << std::endl; }
};

cpp 复制代码

// 具体的机器人类2
class ConcreteRobot2 : public Robot {
 public:
  ConcreteRobot2(std::shared_ptr<Mediator> mediator, const std::string& name) : Robot(mediator, name) {}

  void sendMessage(const std::string& message) override { mediator_->sendMessage(message, this); }
  void receiveMessage(const std::string& message) override { std::cout << "Robot2 (" << name_ << ") received: " << message << std::endl; }
};

3.4.定义具体的中介者类

cpp 复制代码

// 具体的中介者类
class ConcreteMediator : public Mediator {
 public:
  void addRobot(std::shared_ptr<Robot> robot) {
    auto it = std::find(robots_.begin(), robots_.end(), robot);
    if (it == robots_.end()) {
      robots_.push_back(robot);
    } else {
      std::cout << "Robot (" << robot->getName() << ") is already added." << std::endl;
    }
  }

  void sendMessage(const std::string& message, Robot* sender) override {
    for (const auto& robot : robots_) {
      if (robot.get() != sender) {
        robot->receiveMessage(message);
      }
    }
  }

 private:
  std::vector<std::shared_ptr<Robot>> robots_;
};

3.5.客户端代码

cpp 复制代码

int main() {
  auto mediator = std::make_shared<ConcreteMediator>();
  auto robot1 = std::make_shared<ConcreteRobot1>(mediator, "Robot1");
  auto robot2 = std::make_shared<ConcreteRobot2>(mediator, "Robot2");

  mediator->addRobot(robot1);
  mediator->addRobot(robot2);

  robot1->sendMessage("My position is (10, 20)");
  robot2->sendMessage("My position is (30, 40)");

  return 0;
}