中介者模式练习

作者

中介者模式练习——聊天室与表单协调

按《Python 设计模式——中介者模式》的建议，通过两道练习巩固：① 聊天室（用户只通过中介者发消息）；② 表单控件协调（输入框与按钮通过中介者联动）。每步都有完整可运行代码和验证要点。

练习一：聊天室（用户通过中介者发消息）

目的

体会同事对象不直接引用彼此，只和中介者通信；发消息时调“中介者.send(我, 内容)”，由中介者决定把消息转给谁（如广播给除自己外的所有人）。

要求

  • 实现 ChatRoom（中介者）：能添加用户，提供 send(sender, message)；send 被调用时，把 message 广播给除 sender 以外的所有已添加用户（即对每个其他用户调用其 receive(sender, message)）。
  • 实现 User（同事）：有 name，构造时传入 Mediator；提供 say(message)，内部调 mediator.send(self, message)；提供 receive(sender, message)，被中介者调用时打印一条“[自己的名字] 收到 [发送者名字] 的消息: 内容”。
  • 客户代码：创建一个 ChatRoom，添加 3 个 User，让其中两个用户各 say 一句，验证另外两个用户都收到对应消息，且发送者自己不会收到自己发的消息。

参考答案

from abc import ABC, abstractmethod

class Mediator(ABC):
    @abstractmethod
    def send(self, sender, message: str):
        pass

class ChatRoom(Mediator):
    def __init__(self):
        self._users = []

    def add_user(self, user: "User"):
        self._users.append(user)

    def send(self, sender, message: str):
        for u in self._users:
            if u != sender:
                u.receive(sender, message)

class User:
    def __init__(self, name: str, mediator: Mediator):
        self.name = name
        self._mediator = mediator

    def say(self, message: str):
        self._mediator.send(self, message)

    def receive(self, sender, message: str):
        print(f"  [{self.name}] 收到 {sender.name} 的消息: {message}")

# 使用
room = ChatRoom()
alice = User("Alice", room)
bob = User("Bob", room)
carol = User("Carol", room)
room.add_user(alice)
room.add_user(bob)
room.add_user(carol)

print("Alice 发言:")
alice.say("大家好")
print("Bob 发言:")
bob.say("你好")

验证要点

  • Alice 说“大家好”时，Bob 和 Carol 都打印“收到 Alice 的消息: 大家好”，Alice 自己不打印（因为 send 里跳过了 sender）。
  • Bob 说“你好”时，Alice 和 Carol 都打印“收到 Bob 的消息: 你好”，Bob 自己不打印。
  • 确认：User 之间没有直接引用，只通过 _mediator.send(self, message) 发消息；谁收到、怎么转发全由 ChatRoom 决定。

练习二：表单控件协调（输入框与按钮通过中介者联动）

目的

多个控件（如两个输入框、一个按钮）不直接互相引用；输入框内容变化或按钮被点击时，只通知中介者（表单）；由中介者决定“何时启用按钮”“提交时收集哪些数据”，体会交互逻辑集中在中介者。

要求

  • 实现 FormMediator（中介者）：能设置 3 个组件——用户名输入框、密码输入框、提交按钮；提供 notify(sender, event)，其中
    • event == "changed" 时：若两个输入框都非空则启用按钮，否则禁用按钮；
    • event == "clicked" 且 sender 是提交按钮时：打印“提交: 用户名=xxx, 密码=xxx”（从两个输入框取值）。
  • 实现 InputBox（同事）：有 value（字符串），有 set_value(v)（设置后调 mediator.notify(self, "changed")）；构造时传入 FormMediator。
  • 实现 Button（同事）：有 enabled 状态，有 set_enabled(True/False)，有 click()（若 enabled 则调 mediator.notify(self, "clicked")）；构造时传入 FormMediator。
  • 客户代码：创建表单、两个输入框、一个按钮并 set_components；先只填用户名不填密码，点提交应无输出（或按钮不可点）；再填密码后点提交，应打印提交内容。

参考答案

from abc import ABC, abstractmethod

class FormMediator(ABC):
    @abstractmethod
    def notify(self, sender, event: str):
        pass

class LoginForm(FormMediator):
    def __init__(self):
        self.username = None
        self.password = None
        self.submit_btn = None

    def set_components(self, username, password, submit_btn):
        self.username = username
        self.password = password
        self.submit_btn = submit_btn

    def notify(self, sender, event: str):
        if event == "changed":
            self._update_submit_state()
        elif event == "clicked" and sender is self.submit_btn:
            self._do_submit()

    def _update_submit_state(self):
        u_ok = self.username and len((self.username.value or "").strip()) > 0
        p_ok = self.password and len((self.password.value or "").strip()) > 0
        if self.submit_btn:
            self.submit_btn.set_enabled(u_ok and p_ok)

    def _do_submit(self):
        u = (self.username.value or "").strip()
        p = (self.password.value or "").strip()
        print(f"  提交: 用户名={u}, 密码={p}")

class InputBox:
    def __init__(self, mediator: FormMediator):
        self._mediator = mediator
        self._value = ""

    @property
    def value(self):
        return self._value

    def set_value(self, v: str):
        self._value = v or ""
        self._mediator.notify(self, "changed")

class Button:
    def __init__(self, mediator: FormMediator):
        self._mediator = mediator
        self._enabled = False

    def set_enabled(self, enabled: bool):
        self._enabled = enabled

    def click(self):
        if self._enabled:
            self._mediator.notify(self, "clicked")

# 使用
form = LoginForm()
username = InputBox(form)
password = InputBox(form)
submit_btn = Button(form)
form.set_components(username, password, submit_btn)

username.set_value("admin")
# 此时只填了用户名，按钮应被禁用，点提交无效果
submit_btn.click()  # 无输出（按钮未 enabled）

password.set_value("123456")
submit_btn.click()  # 提交: 用户名=admin, 密码=123456

验证要点

  • 只填用户名时，按钮应为禁用（或 click 不触发提交）；填完密码后，按钮变为可用，点提交打印 提交: 用户名=admin, 密码=123456。
  • 确认：InputBox 和 Button 之间没有直接引用；内容变化和点击都只调 mediator.notify(self, event)；“何时启用按钮”“提交时收集什么”全在 LoginForm 里。

两步汇总与自检

练习 重点 关键点
一 聊天室 用户只持有 Mediator；发消息走 mediator.send(self, msg)；谁收到由 ChatRoom 决定（如广播且排除自己）。
二 表单协调 控件只持有 FormMediator；变化/点击时 notify(mediator, event)；启用逻辑、提交逻辑都在中介者里。

自检问题

  1. 同事对象为什么要持有中介者引用？
    因为要发起协作时，必须通过中介者把消息/事件传出去，而不能直接找其他同事；所以每个同事需要能调用 mediator 的方法。

  2. 若要让“只有好友才能收到消息”，应该改哪里？
    改中介者（如 ChatRoom）的 send 逻辑：根据 sender 和“好友关系”决定通知哪些 user，同事类（User）不用改。

  3. 中介者模式和“对象直接互相调用”相比，优点是什么？
    对象之间不直接引用，耦合低；交互规则集中在中介者，改规则（谁通知谁、何时启用按钮等）只改一处；增加新同事时，只需在中介者里注册，不必改现有同事。

做完以上两道练习，再对照《中介者模式》文档中的示例，对中介者模式会掌握得比较扎实。建议每道题先自己写一遍，再对照参考答案和验证要点检查。

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