中介者模式（Mediator Pattern）

好的，我会更加详细地解释一下代码的每一部分，帮助你理解每个步骤。

我们来讲解**中介者模式（Mediator Pattern）**的实现。

🧠 中介者模式的背景和概念

问题场景：
假设我们有一个聊天室系统，多个用户发送消息给彼此。如果每个用户直接与其他用户通信，那么他们之间的相互关系会变得非常复杂。例如，若用户之间直接发送消息，我们就需要写很多代码来管理用户之间的交互，导致代码变得难以维护。
中介者模式的解决方案：
通过引入一个中介者，将所有的通信和协调都交给中介者来完成，而不是让各个对象直接相互依赖。中介者充当了所有对象间的桥梁，使得对象之间不直接联系，从而降低了系统的耦合度。

🎯 示例场景：聊天系统

在我们的示例中，我们有多个用户，每个用户都可以发送消息，而中介者（ChatRoom）负责转发用户的消息给其他所有用户。这样，用户之间就不需要知道彼此的存在，所有的消息交互都通过中介者来完成。

🧩 代码讲解

1️⃣ 中介者接口（Mediator）

from abc import ABC, abstractmethodclass Mediator(ABC):@abstractmethoddef send(self, message: str, colleague: 'Colleague'):pass

这个接口定义了一个方法 send，它用来发送消息。send 方法需要两个参数：
- message：发送的消息内容。
- colleague：发送消息的用户（即发送者）。

2️⃣ 具体中介者（ChatRoom）

class ChatRoom(Mediator):def __init__(self):self.users = []  # 存储聊天室中的所有用户def add_user(self, user: Colleague):self.users.append(user)  # 添加用户到聊天室def send(self, message: str, colleague: 'Colleague'):# 遍历所有的用户，将消息发送给每个用户，除了发送消息的用户自己for user in self.users:if user != colleague:user.receive(message)  # 调用用户的 `receive` 方法来接收消息

ChatRoom 类是中介者的具体实现。它有两个方法：
- add_user：将一个用户添加到聊天室。
- send：发送消息给所有的用户，除了消息的发送者。

3️⃣ 同事类（Colleague）

class Colleague:def __init__(self, name, mediator: Mediator):self.name = nameself.mediator = mediator  # 通过构造函数注入中介者def send(self, message: str):print(f"{self.name} sends: {message}")self.mediator.send(message, self)  # 调用中介者的 `send` 方法来发送消息(除了自己以外，都发送)def receive(self, message: str):print(f"{self.name} received: {message}")  # 显示接收到的消息

Colleague 类代表聊天室中的用户。每个用户通过中介者与其他用户交互：
- send：用户发送消息，通过中介者的 send 方法传递消息。
- receive：用户接收来自中介者转发的消息。

4️⃣ 客户端代码：模拟聊天过程

# 创建一个聊天室
chat_room = ChatRoom()# 创建用户并添加到聊天室
user1 = Colleague("Alice", chat_room)
user2 = Colleague("Bob", chat_room)
user3 = Colleague("Charlie", chat_room)chat_room.add_user(user1)  # 添加用户 Alice
chat_room.add_user(user2)  # 添加用户 Bob
chat_room.add_user(user3)  # 添加用户 Charlie# 用户发送消息
user1.send("Hello, everyone!")  # Alice 发送消息
user2.send("Hi, Alice!")  # Bob 发送消息
user3.send("Hey all!")  # Charlie 发送消息

我们创建了一个 ChatRoom 中介者并将三个用户（Alice, Bob, Charlie）添加到聊天室。
每个用户通过 send 方法向聊天室发送消息，聊天室会将消息转发给其他所有用户。

✅ 输出结果

Alice sends: Hello, everyone!
Bob received: Hello, everyone!
Charlie received: Hello, everyone!
Bob sends: Hi, Alice!
Alice received: Hi, Alice!
Charlie received: Hi, Alice!
Charlie sends: Hey all!
Alice received: Hey all!
Bob received: Hey all!

当 Alice 发送消息时，ChatRoom 将这条消息转发给 Bob 和 Charlie。
当 Bob 发送消息时，ChatRoom 将这条消息转发给 Alice 和 Charlie。
最终，所有用户都能收到其他用户的消息。

🧭 类图（Mermaid）

Mediator 是一个接口，ChatRoom 类实现了 Mediator 接口，负责管理并转发消息。
Colleague 类表示聊天室中的用户。

🧭 流程图（Mermaid）

ChatRoom 是中介者，负责接收和转发消息。
Alice, Bob, 和 Charlie 是 Colleague（同事），它们通过 send 方法发送消息，通过 receive 方法接收消息。

🧠 应用场景总结

场景	示例
GUI事件处理	用户界面中多个控件的交互，避免控件间复杂的互相调用
聊天系统	多个用户之间的消息传递
工作流管理	各个模块之间协调工作流执行
交通管理系统	各交通信号灯之间的协调工作