C++设计模式——观察者模式

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

 #include <iostream>
 #include <list>
 using namespace std;

 class Observer
 {
 public:
      virtual void Update(int) = ;
 };

 class Subject
 {
 public:
      virtual void Attach(Observer *) = ;
      virtual void Detach(Observer *) = ;
      virtual void Notify() = ;
 };

 class ConcreteObserver : public Observer
 {
 public:
      ConcreteObserver(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){}

      void Update(int value)
      {
           cout<<"ConcreteObserver get the update. New State:"<<value<<endl;
      }

 private:
      Subject *m_pSubject;
 };

 class ConcreteObserver2 : public Observer
 {
 public:
      ConcreteObserver2(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){}

      void Update(int value)
      {
           cout<<"ConcreteObserver2 get the update. New State:"<<value<<endl;
      }

 private:
      Subject *m_pSubject;
 };

 class ConcreteSubject : public Subject
 {
 public:
      void Attach(Observer *pObserver);
      void Detach(Observer *pObserver);
      void Notify();

      void SetState(int state)
      {
           m_iState = state;
      }

 private:
      std::list<Observer *> m_ObserverList;
      int m_iState;
 };

 void ConcreteSubject::Attach(Observer *pObserver)
 {
      m_ObserverList.push_back(pObserver);
 }

 void ConcreteSubject::Detach(Observer *pObserver)
 {
      m_ObserverList.remove(pObserver);
 }

 void ConcreteSubject::Notify()
 {
      std::list<Observer *>::iterator it = m_ObserverList.begin();
      while (it != m_ObserverList.end())
      {
           (*it)->Update(m_iState);
           ++it;
      }
 }

 int main()
 {
      // Create Subject
      ConcreteSubject *pSubject = new ConcreteSubject();

      // Create Observer
      Observer *pObserver = new ConcreteObserver(pSubject);
      Observer *pObserver2 = new ConcreteObserver2(pSubject);

      // Change the state
      pSubject->SetState();

      // Register the observer
      pSubject->Attach(pObserver);
      pSubject->Attach(pObserver2);

      pSubject->Notify();

      // Unregister the observer
      pSubject->Detach(pObserver);

      pSubject->SetState();
      pSubject->Notify();

      delete pObserver;
      delete pObserver2;
      delete pSubject;
 }

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。