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C++怎么实现一个中介者设计模式_C++行为型模式与对象解耦

穿越時空
发布: 2025-11-22 12:33:05
原创
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中介者模式通过引入中介者对象统一管理多个对象间的交互,降低它们之间的直接依赖。在C++中,它适用于多个对象频繁交互导致紧耦合的场景,如GUI组件通信。示例中Button和TextBox不直接调用彼此,而是通过DialogMediator转发消息,实现解耦。notify方法根据事件类型处理逻辑,如点击按钮触发提交或文本变化触发验证。优点包括减少类间依赖、提升可维护性,但中介者可能因集中过多逻辑而变得臃肿,需合理设计。结合智能指针可避免内存泄漏。该模式广泛应用于需要集中控制交互的系统。

c++怎么实现一个中介者设计模式_c++行为型模式与对象解耦

中介者模式用来降低多个对象之间复杂的直接依赖关系。在C++中,当一组对象交互频繁且逻辑分散,代码会变得难以维护。通过引入一个“中介者”对象来统一处理这些交互,可以让原本紧耦合的对象彼此独立,提升可扩展性和可测试性。

什么是中介者模式

中介者模式属于行为型设计模式,它的核心思想是:将对象之间的通信封装到一个中介者对象中。对象不再相互引用,而是通过中介者进行消息传递。这样,对象只需知道中介者,而不需要了解其他协作对象的细节。

适用于以下场景:

  • 多个对象之间存在复杂的调用关系,形成网状结构
  • 对象修改影响范围大,牵一发而动全身
  • 希望将交互逻辑集中管理,便于调试和扩展

基本结构与C++实现

定义中介者接口和同事类基类,再由具体类实现细节。下面是一个简化示例:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

// Mediator.h

#include <iostream>
#include <string>

class Colleague;

class Mediator {
public:
    virtual ~Mediator() = default;
    virtual void notify(Colleague* sender, const std::string& event) = 0;
};

class Colleague {
protected:
    Mediator* mediator;
public:
    Colleague(Mediator* m) : mediator(m) {}
    virtual ~Colleague() = default;
};

// 具体同事类

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class Button : public Colleague {
public:
    Button(Mediator* m) : Colleague(m) {}

    void click() {
        std::cout << "Button clicked\n";
        mediator->notify(this, "click");
    }
};

class TextBox : public Colleague {
private:
    std::string text;
public:
    TextBox(Mediator* m) : Colleague(m), text("") {}

    void setText(const std::string& t) {
        text = t;
        std::cout << "TextBox set to: " << text << "\n";
        mediator->notify(this, "text_changed");
    }

    const std::string& getText() const { return text; }
};

class DialogMediator : public Mediator {
private:
    Button* button;
    TextBox* textbox;
public:
    DialogMediator(Button* b, TextBox* t) : button(b), textbox(t) {}

    void notify(Colleague* sender, const std::string& event) override {
        if (sender == button && event == "click") {
            if (textbox->getText().empty()) {
                std::cout << "Cannot submit: text is empty\n";
            } else {
                std::cout << "Submitting: " << textbox->getText() << "\n";
            }
        } else if (sender == textbox && event == "text_changed") {
            std::cout << "Validation triggered.\n";
        }
    }
};

使用示例

在main函数中组合对象并测试交互:

int main() {
    Button* btn = new Button(nullptr);
    TextBox* box = new TextBox(nullptr);

    DialogMediator* dlg = new DialogMediator(btn, box);

    btn->mediator = dlg;
    box->mediator = dlg;

    box->setText("Hello");
    btn->click();

    // cleanup
    delete btn;
    delete box;
    delete dlg;

    return 0;
}

输出结果:
TextBox set to: Hello
Validation triggered.
Button clicked
Submitting: Hello

优点与注意事项

使用中介者模式的好处:

  • 减少子类生成,交互逻辑集中在中介者中
  • 对象之间解耦,便于单独修改或复用
  • 集中控制流程,利于调试和权限管理

需要注意的问题:

  • 中介者可能变得过于复杂,变成“上帝对象”
  • 过度使用会导致逻辑不透明,需配合良好注释
  • 生命周期管理要小心,避免悬空指针(可用智能指针优化)

基本上就这些。中介者模式在GUI系统、游戏对象管理、模块间通信中非常实用。关键是把交互逻辑从对象中剥离出来,交给中介者统一调度。C++中结合虚函数和指针可以灵活实现,同时注意资源管理和接口清晰性。不复杂但容易忽略。

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