Python 如何实现 Mediator 中介者设计模式？什么是中介者设计模式？Python 设计模式示例代码

news2024/10/7 20:33:23

什么是中介者设计模式？

中介者（Mediator）设计模式是一种行为型设计模式，其主要目的是通过将对象之间的直接交互转变为通过中介者对象进行的间接交互，从而减少对象之间的耦合度。中介者模式通过集中控制对象之间的通信，帮助维护系统的一致性。

中介者设计模式,python实现

在中介者模式中，对象之间不再直接相互通信，而是通过中介者进行通信。这有助于减少系统中对象之间的直接关联，使系统更加灵活和易于维护。中介者模式通常适用于对象之间的交互结构比较复杂、对象之间存在大量的关联和依赖关系的场景。

主要角色：

中介者（Mediator）： 定义一个接口用于与各同事对象通信，并负责实现具体的协调逻辑。中介者知道各同事对象，可以根据接收到的消息进行相应的处理。
同事对象（Colleague）： 是相互交互的对象。每个同事对象都知道中介者对象，但它们不需要直接了解其他同事对象。同事对象将需要交互的行为委托给中介者处理。

优点：

降低耦合度： 中介者模式通过将对象之间的直接交互转移为间接交互，降低了对象之间的耦合度，使得系统更加灵活。
集中控制： 中介者模式集中了对对象之间交互的控制，有助于更好地维护和管理系统。
简化对象： 同事对象不需要了解其他同事对象的细节，只需要与中介者对象通信，简化了对象的设计和实现。
促进复用： 中介者模式将对象之间的交互逻辑集中在中介者中，使得这部分逻辑更容易被复用。

Python 中介者设计模式示例代码（一）：

考虑一个简化的聊天室系统。在这个系统中，用户可以发送消息给其他用户，但不直接与其他用户进行通信，而是通过聊天室中介者来实现。

from abc import ABC, abstractmethod

# 中介者接口
class ChatMediator(ABC):
    @abstractmethod
    def send_message(self, message, user):
        pass

# 具体中介者
class ChatRoom(ChatMediator):
    def send_message(self, message, user):
        print(f"{user.name} sends message: {message}")

# 同事对象
class User:
    def __init__(self, name, mediator):
        self.name = name
        self.mediator = mediator

    def send_message(self, message):
        self.mediator.send_message(message, self)

# 客户端
mediator = ChatRoom()
user1 = User("Alice", mediator)
user2 = User("Bob", mediator)

user1.send_message("Hello, Bob!")  # Output: Alice sends message: Hello, Bob!
user2.send_message("Hi, Alice!")   # Output: Bob sends message: Hi, Alice!

在这个例子中，ChatRoom 充当中介者，而 User 充当同事对象。用户通过中介者发送消息，而不是直接与其他用户通信。这样，通过中介者，用户之间的通信变得更加灵活和可控。

Python 中介者设计模式示例代码（二）：

考虑一个简化的飞机调度系统，其中飞机可以向控制塔发送飞行状态，而不直接与其他飞机通信。控制塔作为中介者负责协调各个飞机的行动。

from abc import ABC, abstractmethod
from datetime import datetime

# 中介者接口
class AirTrafficControl(ABC):
    @abstractmethod
    def send_status(self, status, aircraft):
        pass

# 具体中介者
class ControlTower(AirTrafficControl):
    def send_status(self, status, aircraft):
        timestamp = datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        print(f"{timestamp} - {aircraft.name} reports: {status}")

# 同事对象
class Aircraft:
    def __init__(self, name, control_tower):
        self.name = name
        self.control_tower = control_tower

    def report_status(self, status):
        self.control_tower.send_status(status, self)

# 客户端
control_tower = ControlTower()
aircraft1 = Aircraft("Flight001", control_tower)
aircraft2 = Aircraft("Flight002", control_tower)

aircraft1.report_status("Departed from Airport A")  # Output: Flight001 reports: Departed from Airport A
aircraft2.report_status("Arrived at Airport B")     # Output: Flight002 reports: Arrived at Airport B