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C++实现轻量级的中介者(Mediator)设计模式 _ 减少对象间通信耦合【源码】

梦明姑娘_7068

梦明姑娘_7068

发布时间:2026-05-06 17:45:46

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来源于php中文网

原创

Mediator模式通过星型结构解耦对象交互,避免继承的硬编码和观察者模式的隐式依赖;需防止其沦为上帝对象,应仅封装协调规则、使用弱引用或智能指针管理生命周期,并借助模板实现类型安全注册与调用。

c++实现轻量级的中介者(mediator)设计模式 _ 减少对象间通信耦合【源码】

为什么不用继承或观察者来替代 Mediator

继承会把通信逻辑硬编码进类层次,一旦新增交互角色就得改基类;观察者模式适合一对多通知,但多个对象需要互相协调时(比如 A 提交后 B 校验、C 刷新界面),事件流容易失控,监听器之间又产生隐式依赖。Mediator 把这种网状调用收束成星型结构,所有交互都走 Mediator 实例,角色类只认中介者,不认彼此。

如何避免 Mediator 变成上帝对象

常见错误是把所有业务逻辑塞进 Mediator,导致它既处理 UI 事件、又做数据校验、还管网络请求。正确做法是只封装「协调规则」:谁在什么条件下通知谁,不碰具体实现。例如:

  • Mediator::onSubmit() 调用 validator->validate()ui->refresh(),但不写校验逻辑本身
  • 每个同事类(Colleague 子类)只暴露窄接口,如 enableSubmit(bool)showError(const std::string&)
  • Mediator 持有各同事的弱引用(std::weak_ptr)或裸指针,避免循环引用

用模板简化同事类注册与类型安全调用

手写 setValidator(Validator*)setUI(UI*) 容易漏设、空指针崩溃。用模板 + 类型擦除可自动绑定:

template<typename T>
void registerColleague(std::shared_ptr<T> ptr) {
    colleagues_[typeid(T).name()] = std::static_pointer_cast<Colleague>(ptr);
    ptr->setMediator(this);
}

调用时直接 get<Validator>()->validate(),编译期检查类型,运行时避免 dynamic_cast 开销。注意 type_info::name() 在不同编译器下可能不稳定,生产环境建议用枚举或字符串字面量作 key。

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析构顺序引发的 crash 怎么防

典型场景:UI 对象先析构,Mediator 还在尝试调用它的 updateStatus()。解决关键不是加判空(治标),而是控制生命周期:

  • 让 Mediator 持有所有同事的 std::shared_ptr,同事持 std::weak_ptr<Mediator> —— 确保 Mediator 活得最久
  • 或更轻量:同事在析构函数里显式调用 mediator_->removeColleague(this),Mediator 内部用 std::vector<Colleague*> 存裸指针并及时清理
  • 禁止在 Mediator 析构函数中触发任何同事方法调用(包括信号、回调)

真正难处理的是跨线程场景:一个线程正在调用 mediator->notify(),另一个线程刚 delete 了某个同事。这时候裸指针方案必须配合锁或 hazard pointer,shared_ptr 方案则天然线程安全(但注意 shared_ptr 的控制块是线程安全的,所指对象不是)。

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