观察者模式

在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对观察者模式是这样说的:定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。当一个对象发生了变化,关注它的对象就会得到通知;这种交互也称为发布-订阅(publish-subscribe)。目标是通知的发布者,它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者。

再说说上面的数据和图之间的关系;不管是折线图、饼状图,还是柱状图,它们都依赖于数据;当数据发生变化时,数据对象会通知依赖于它的对象去更新;所以就有了Excel中,当数据发生变化时,对应的统计图也会自动的重绘。

UML类图

Subject(目标)
——目标知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一个目标;
——提供注册和删除观察者对象的接口。

Observer(观察者)
——为那些在目标发生改变时需获得通知的对象定义一个更新接口。

ConcreteSubject(具体目标)
——将有关状态存入各ConcreteObserver对象;
——当它的状态发生改变时,向它的各个观察者发出通知。

ConcreteObserver(具体观察者)
——维护一个指向ConcreteSubject对象的引用;
——存储有关状态,这些状态应与目标的状态保持一致;
——实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。

观察者模式按照以下方式进行协作:

  1. 当ConcreteSubject发生任何可能导致其观察者与其本身状态不一致的改变时,它将通知它的各个观察者;
  2. 在得到一个具体目标的改变通知后,ConcreteObserver对象可向目标对象查询信息。ConcreteObserver使用这些信息以使它的状态与目标对象的状态一致。

以下是调用时序图:

使用场合

在以下任一情况下都可以使用观察者模式:

  1. 当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立的改变和复用;
  2. 当对一个对象的改变需要同时改变其它对象,而不知道具体有多少对象有待改变;
  3. 当一个对象必须通知其它对象,而它又不能假定其它对象是谁;也就是说,你不希望这些对象是紧密耦合的。

代码实现

  1. #include <iostream>
  2. #include <list>
  3. using namespace std;
  4.  
  5. class Observer
  6. {
  7. public:
  8. virtual void Update(int) = ;
  9. };
  10.  
  11. class Subject
  12. {
  13. public:
  14. virtual void Attach(Observer *) = ;
  15. virtual void Detach(Observer *) = ;
  16. virtual void Notify() = ;
  17. };
  18.  
  19. class ConcreteObserver : public Observer
  20. {
  21. public:
  22. ConcreteObserver(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){}
  23.  
  24. void Update(int value)
  25. {
  26. cout<<"ConcreteObserver get the update. New State:"<<value<<endl;
  27. }
  28.  
  29. private:
  30. Subject *m_pSubject;
  31. };
  32.  
  33. class ConcreteObserver2 : public Observer
  34. {
  35. public:
  36. ConcreteObserver2(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){}
  37.  
  38. void Update(int value)
  39. {
  40. cout<<"ConcreteObserver2 get the update. New State:"<<value<<endl;
  41. }
  42.  
  43. private:
  44. Subject *m_pSubject;
  45. };
  46.  
  47. class ConcreteSubject : public Subject
  48. {
  49. public:
  50. void Attach(Observer *pObserver);
  51. void Detach(Observer *pObserver);
  52. void Notify();
  53.  
  54. void SetState(int state)
  55. {
  56. m_iState = state;
  57. }
  58.  
  59. private:
  60. std::list<Observer *> m_ObserverList;
  61. int m_iState;
  62. };
  63.  
  64. void ConcreteSubject::Attach(Observer *pObserver)
  65. {
  66. m_ObserverList.push_back(pObserver);
  67. }
  68.  
  69. void ConcreteSubject::Detach(Observer *pObserver)
  70. {
  71. m_ObserverList.remove(pObserver);
  72. }
  73.  
  74. void ConcreteSubject::Notify()
  75. {
  76. std::list<Observer *>::iterator it = m_ObserverList.begin();
  77. while (it != m_ObserverList.end())
  78. {
  79. (*it)->Update(m_iState);
  80. ++it;
  81. }
  82. }
  83.  
  84. int main()
  85. {
  86. // Create Subject
  87. ConcreteSubject *pSubject = new ConcreteSubject();
  88.  
  89. // Create Observer
  90. Observer *pObserver = new ConcreteObserver(pSubject);
  91. Observer *pObserver2 = new ConcreteObserver2(pSubject);
  92.  
  93. // Change the state
  94. pSubject->SetState();
  95.  
  96. // Register the observer
  97. pSubject->Attach(pObserver);
  98. pSubject->Attach(pObserver2);
  99.  
  100. pSubject->Notify();
  101.  
  102. // Unregister the observer
  103. pSubject->Detach(pObserver);
  104.  
  105. pSubject->SetState();
  106. pSubject->Notify();
  107.  
  108. delete pObserver;
  109. delete pObserver2;
  110. delete pSubject;
  111. }

总结

观察者模式在23个设计模式中的地位是非常高的,我们基本上各大框架中都是随处可见。真正的理解了整个模式,对我们去理解别人的代码有非常大的帮助;在我们日后的工作中也会或多或少的使用该设计模式。这里总结的不是很全面,在日后如果碰到了需要补充的内容,我会继续补充的;同时也希望大家提出更好的建议。

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