C++ 设计模式-中介者模式

聊天室

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <vector>// 前向声明
class User;// 抽象中介者
class ChatMediator {
public:virtual ~ChatMediator() = default;virtual void broadcast(const std::string& msg, User* sender) = 0;virtual void privateMessage(const std::string& msg, User* sender, const std::string& receiver) = 0;
};// 抽象用户类
class User {
protected:ChatMediator* mediator_;std::string name_;public:User(ChatMediator* mediator, std::string name): mediator_(mediator), name_(std::move(name)) {}virtual ~User() = default;// 发送广播void sendToAll(const std::string& msg) {mediator_->broadcast(msg, this);}// 发送私信void sendPrivate(const std::string& msg, const std::string& receiver) {mediator_->privateMessage(msg, this, receiver);}virtual void receive(const std::string& msg, const User* sender = nullptr) const {std::cout << "[" << name_ << "] 收到";if(sender) std::cout << "来自[" << sender->name_ << "]的";std::cout << "消息: " << msg << std::endl;}std::string getName() const { return name_; }
};// 具体中介者
class ChatRoom : public ChatMediator {
private:std::unordered_map<std::string, User*> users_;public:void addUser(User* user) {users_.emplace(user->getName(), user);}void broadcast(const std::string& msg, User* sender) override {for (auto& [name, user] : users_) {if (user != sender) user->receive(msg, sender);}}void privateMessage(const std::string& msg, User* sender,const std::string& receiver) override {if (auto it = users_.find(receiver); it != users_.end()) {it->second->receive(msg, sender);} else {sender->receive("用户不存在: " + receiver);}}
};// 客户端使用
int main() {ChatRoom chatRoom;User alice(&chatRoom, "Alice");User bob(&chatRoom, "Bob");User charlie(&chatRoom, "Charlie");chatRoom.addUser(&alice);chatRoom.addUser(&bob);chatRoom.addUser(&charlie);// 广播消息alice.sendToAll("大家好！");// 私信消息bob.sendPrivate("今晚一起吃饭吗？", "Alice");charlie.sendPrivate("测试消息", "UnknownUser");return 0;
}

关键说明：

明确消息类型：
- broadcast()：广播给所有用户（排除发送者）
- privateMessage()：精确发送给指定用户
输出结果：

[Bob] 收到来自[Alice]的消息: 大家好！
[Charlie] 收到来自[Alice]的消息: 大家好！
[Alice] 收到来自[Bob]的消息: 今晚一起吃饭吗？
[Charlie] 收到消息: 用户不存在: UnknownUser

模式优势体现：
- 完全解耦：用户之间无需知道彼此存在
- 集中路由：所有消息逻辑在中介者中处理
- 灵活扩展：可轻松添加群组消息、消息过滤等新功能
设计亮点：
- 使用哈希表快速查找用户（O(1)时间复杂度）
- 接收消息时显示发送者信息
- 处理用户不存在等异常情况

模式结构示意图：

           +----------------+|  ChatMediator  |+----------------+| broadcast()    || privateMessage()|+--------+-------+ʌ| 中介
+-------------+     |     +-------------+
|    User     +-----+-----+  ChatRoom   |
+-------------+           +-------------+
| sendToAll() |           | 用户管理    |
| sendPrivate()           | 消息路由    |
+-------------+           +-------------+