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中介者模式（Mediator Pattern）、桥接模式（Bridge Pattern）和策略模式（Strategy Pattern）

news 2025/6/24 14:49:04

中介者模式（Mediator Pattern）、桥接模式（Bridge Pattern） 和 策略模式（Strategy Pattern） 都是常见的设计模式，它们解决不同类型的问题。我们将通过 Swift 示例来说明它们的使用场景，并附上简洁的图示。

1. 中介者模式（Mediator Pattern）

目的：中介者模式通过引入一个中介者对象，来减少类与类之间的直接耦合，避免多对多的依赖关系，使得系统中的类之间通过中介者进行交互。

使用场景：

当多个类之间的交互复杂且不易管理时，通过引入中介者模式可以减少各个类之间的依赖关系。
适用于 UI 组件之间的交互，例如聊天系统中多个用户的消息传递，或多个模块之间的消息通知。

Swift 示例：

假设我们有一个聊天系统，多个用户之间互相发送消息，使用中介者来协调消息的传递：

// 中介者协议
protocol ChatMediator {func sendMessage(_ message: String, from user: User)func addUser(_ user: User)
}// 用户类
class User {let name: Stringvar mediator: ChatMediator?init(name: String) {self.name = name}func sendMessage(_ message: String) {mediator?.sendMessage(message, from: self)}func receiveMessage(_ message: String) {print("\(name) received message: \(message)")}
}// 中介者实现
class ChatRoom: ChatMediator {private var users: [User] = []func addUser(_ user: User) {users.append(user)user.mediator = self}func sendMessage(_ message: String, from user: User) {for u in users where u !== user {u.receiveMessage(message)}}
}// 使用中介者模式
let chatRoom = ChatRoom()let user1 = User(name: "Alice")
let user2 = User(name: "Bob")
let user3 = User(name: "Charlie")chatRoom.addUser(user1)
chatRoom.addUser(user2)
chatRoom.addUser(user3)user1.sendMessage("Hello, everyone!")  // Alice 发送消息，Bob 和 Charlie 会收到消息

图示：

      +------------+| ChatRoom   |+------------+|+---------+----------+|         |          |
+---+     +---+      +---+
| A |     | B |      | C |
+---+     +---+      +---+

2. 桥接模式（Bridge Pattern）

目的：桥接模式的核心思想是将抽象与实现分离，使得二者可以独立扩展。通过桥接模式，你可以将类的功能分解为多个维度的类，并将这些维度的类组合起来，减少子类的数量。

使用场景：

当你需要将一个类的抽象部分与其实现部分解耦，使得二者可以独立地变化时。
适用于设备控制系统、图形绘制系统等场景。

Swift 示例：

假设我们有一个图形绘制系统，需要同时支持不同的形状（如圆形、方形）和不同的绘制方式（如矢量绘制、位图绘制）：

// 实现接口
protocol DrawingAPI {func drawCircle(radius: Double)
}// 不同的绘制方式（实现）
class VectorDrawing: DrawingAPI {func drawCircle(radius: Double) {print("Drawing a vector circle with radius \(radius)")}
}class RasterDrawing: DrawingAPI {func drawCircle(radius: Double) {print("Drawing a raster circle with radius \(radius)")}
}// 抽象部分
protocol Shape {var drawingAPI: DrawingAPI { get }func draw()
}// 圆形类
class Circle: Shape {var drawingAPI: DrawingAPIvar radius: Doubleinit(drawingAPI: DrawingAPI, radius: Double) {self.drawingAPI = drawingAPIself.radius = radius}func draw() {drawingAPI.drawCircle(radius: radius)}
}// 使用桥接模式
let vectorDrawing = VectorDrawing()
let rasterDrawing = RasterDrawing()let circle1 = Circle(drawingAPI: vectorDrawing, radius: 5)
circle1.draw()  // 输出: Drawing a vector circle with radius 5let circle2 = Circle(drawingAPI: rasterDrawing, radius: 10)
circle2.draw()  // 输出: Drawing a raster circle with radius 10

图示：

  +------------------+|  Shape           |+------------------+^|+------------+| Circle     |+------------+|+-------------+| DrawingAPI  |+-------------+/         \/           \
+--------+   +--------+
| Vector |   | Raster |
+--------+   +--------+

3. 策略模式（Strategy Pattern）

目的：策略模式用于将一系列的算法封装起来，让它们可以相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户端。

使用场景：

当你有多种算法，且希望在运行时决定使用哪种算法时。
适用于需要动态选择算法或者行为的场景，比如支付方式选择、排序策略等。

Swift 示例：

假设我们有一个应用，允许用户选择不同的排序算法：

图示：

// 排序策略协议
protocol SortStrategy {func sort(_ data: [Int]) -> [Int]
}// 具体的排序算法
class QuickSort: SortStrategy {func sort(_ data: [Int]) -> [Int] {return data.sorted()}
}class MergeSort: SortStrategy {func sort(_ data: [Int]) -> [Int] {return data.sorted()}
}class BubbleSort: SortStrategy {func sort(_ data: [Int]) -> [Int] {var array = datafor i in 0..<array.count {for j in 0..<array.count-i-1 {if array[j] > array[j+1] {array.swapAt(j, j+1)}}}return array}
}// Context 使用策略模式
class SortContext {private var strategy: SortStrategyinit(strategy: SortStrategy) {self.strategy = strategy}func setStrategy(_ strategy: SortStrategy) {self.strategy = strategy}func executeStrategy(data: [Int]) -> [Int] {return strategy.sort(data)}
}// 使用策略模式
let context = SortContext(strategy: QuickSort())let data = [5, 2, 9, 1, 5, 6]
let sortedData = context.executeStrategy(data: data)
print(sortedData)  // 输出: [1, 2, 5, 5, 6, 9]// 切换排序算法
context.setStrategy(BubbleSort())
let bubbleSortedData = context.executeStrategy(data: data)
print(bubbleSortedData)  // 输出: [1, 2, 5, 5, 6, 9]

lua

       +-----------------+| SortContext     |+-----------------+|+-------+--------+|                |
+-----------+     +-----------+
| QuickSort |     | BubbleSort |
+-----------+     +-----------+|                |+------------+   +------------+| MergeSort  |   | SortStrategy|+------------+   +------------+

总结对比表：

模式	目的/特点	使用场景	Swift 示例
中介者模式	降低类之间的耦合，通过中介者来协调交互	多个对象之间存在复杂交互时，避免直接引用其他对象	聊天系统中用户通过中介者交换消息
桥接模式	将抽象和实现分离，允许它们独立变化	抽象部分和实现部分变化频繁的场景	图形绘制系统，不同的形状和绘制方式
策略模式	将算法封装成独立的策略类，使得算法可以互换	需要根据不同情境使用不同算法的场景	排序算法的选择，可以动态切换不同的排序策略