中介者模式与几个C++应用实例

中介者模式 (Mediator Pattern) 深度解析
一、模式定义与核心思想
1. 定义：
中介者模式是一种行为设计模式，它用一个中介对象来封装一系列对象之间的交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变它们之间的交互。

2. 核心思想：

解耦：将原本对象之间复杂的、网状的多对多关系，转变为相对简单的、星形的一对多关系。中介者充当了“交通指挥中心”或“聊天室服务器”的角色。

集中控制：将分散在各个对象中的交互逻辑（通信协议、协调规则）集中到中介者中。这使得这些交互规则更容易理解和修改。

职责分离：各个同事对象（Colleague）只需负责自己的内部状态和行为，它们如何影响其他对象的工作，完全交给了中介者。

二、模式结构（UML 与角色分析）
中介者模式主要包含四个角色：

Mediator (中介者接口)：定义了与各同事对象进行通信的接口，通常是一个抽象类或接口，声明了诸如 Notify 的方法。

ConcreteMediator (具体中介者)：实现了中介者接口。它知晓所有具体的同事对象，并负责协调各个同事对象之间的交互。它包含了复杂的控制逻辑。

Colleague (同事类接口/基类)：定义了同事对象的接口。它通常持有一个指向中介者对象的引用，用于通过中介者与其他同事通信。这个引用通常在构造函数中注入。

ConcreteColleague (具体同事类)：实现了同事类接口。每个具体同事对象只知道中介者，而不知道其他同事对象。当需要与其他同事通信时，它会通知中介者。

三、C++ 实现与经典实例

中介者模式的核心在于一个知晓所有同事对象的具体中介者类，它包含了整个系统的交互逻辑。

实例1：聊天室（最经典的例子）

这是一个完美体现中介者模式的场景。多个用户（同事）不需要知道彼此的存在，他们只和聊天室（中介者）打交道。

UML 角色分析：

• Mediator: ChatRoomMediator 接口（或抽象类），声明 sendMessage 方法。

• ConcreteMediator: ChatRoom 类，实现 sendMessage，知道所有用户，负责消息的广播。

• Colleague: User 基类，持有中介者的引用。

• ConcreteColleague: ChatUser 类，实现发送和接收消息的方法。

C++ 代码实现：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <memory>

// 1. 前向声明
class User;

// 2. Mediator (中介者接口)
class ChatRoomMediator {
public:
    virtual void sendMessage(const std::string& message, const User* user) = 0;
    virtual ~ChatRoomMediator() = default;
};

// 3. Colleague (同事基类)
clas