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c++如何实现一个中介者模式_c++行为型设计模式Mediator【解耦】

日期:2025-12-25 00:00 / 作者:冰火之心
中介者模式的核心目标是解耦相互依赖的同事对象,使其通过中介者协调交互而非直接通信。它包含抽象中介者、具体中介者和抽象同事类三个角色,通过封装交互逻辑提升可维护性与扩展性。

中介者模式(Mediator Pattern)在 C++ 中的核心目标是**解耦一组相互依赖的对象(同事类)**,让它们不再直接通信,而是通过一个“中介者”对象协调交互。这样修改某个同事逻辑时,不影响其他同事,提升可维护性和扩展性。

核心结构:三个关键角色

要实现中介者模式,需明确定义以下三部分:

基础实现示例:简易聊天室

假设两个用户(UserA 和 UserB)通过聊天室(ChatRoom)发送消息——这是典型的中介者场景:

// 抽象中介者
class Mediator {
public:
    virtual void notify(const std::string& sender, const std::string& msg) = 0;
    virtual ~Mediator() = default;
};

// 抽象同事类 class Colleague { protected: Mediator mediator_; public: explicit Colleague(Mediator m) : mediator_(m) {} virtual void send(const std::string& msg) = 0; virtual void receive(const std::string& msg) = 0; virtual ~Colleague() = default; };

// 具体中介者:聊天室 class ChatRoom : public Mediator { private: Colleague usera = nullptr; Colleague userb = nullptr;

public: void setUserA(Colleague a) { usera = a; } void setUserB(Colleague b) { userb = b; }

void notify(const std::string& sender, const std::string& msg) override {
    if (sender == "UserA" && user_b_) {
        user_b_->receive("[UserA] " + msg);
    } else if (sender == "UserB" && user_a_) {
        user_a_->receive("[UserB] " + msg);
    }
}

};

// 具体同事:用户 class User : public Colleague { private: std::string name_;

public: User(const std::string& name, Mediator* m) : Colleague(m), name_(name) {}

void send(const std::string& msg) override {
    mediator_->notify(name_, msg);
}

void receive(const std::string& msg) override {
    std::cout << name_ << " received: " << msg << std::endl;
}

};

使用方式:

int main() {
    ChatRoom room;
    User user_a("UserA", &room);
    User user_b("UserB", &room);
room.setUserA(&user_a);
room.setUserB(&user_b);

user_a.send("Hello!");
user_b.send("Hi there!");

return 0;

}

关键细节与实用建议

  • 避免循环依赖:同事类头文件中只前向声明 class Mediator;,实现文件中再 include 具体中介者头文件。
  • 用智能指针管理生命周期:若中介者或同事存在动态创建/销毁,推荐用 std::shared_ptrstd::weak_ptr 避免悬空指针(尤其当中介者持有同事指针时)。
  • 事件可泛化:实际项目中,notify 可接收枚举类型事件码 + 数据结构(如 struct Event { EventType type; std::any data; }),比字符串更安全高效。
  • 中介者可分层:复杂系统中,一个中介者可委托给子中介者(如 UI 层中介者 + 业务逻辑中介者),避免单个类过度臃肿。

中介者 vs 观察者?别混淆

中介者强调一对多的协调控制流(A 发消息 → 中介者决定发给 B 还是 C 或都发),而观察者是一对多的通知广播(主题变化 → 所有观察者被动响应)。中介者知道所有同事,观察者彼此完全匿名。两者解决的问题不同:一个是“怎么协同”,一个是“怎么通知”。

基本上就这些。中介者模式不复杂但容易忽略——真正价值不在代码量,而在把隐式依赖变成显式契约,让模块边界清晰起来。