设计模式中的观察者(Observer)模式我个人觉得是蛮好玩的。原因是原本这个模式并不难,道理也较容易懂,但就是这样我也是看了好几次才明白这个模式的用意是什么。其实模式本质真的是可以跨语言,很多时候模式是种思想:"重用,解耦合"。这种思想在GOF提出的23种模式中无处不在。
Observer,观察者模式。它还有个别名叫:发布--订阅.这个别名比较形象。时常上网的朋友都会在网上订一些网络杂志/消费记录通知等等。比如我就订了移动公司的每月话费清单,还订了天极网的每周杂志。正是这种服务商提供订阅,而消费者订阅相应的服务构成了观察者的雏形。
作为构建软件的你,或许更关心这些发布--订阅是怎么实现的。发布--订阅的真正好处是:可重用,松耦合。我们先来看看可重用。
可重用,无论对发布者(移动公司)或是消费者(订阅话费清单的人)来说。从软件角度来说他们都是可重用的,这体现在。发布者可以稍稍改动一下把话费清单改为积分通知,重用了原来的话费清单模块。订阅者也稍稍改动一下订阅联通公司的话费清单。这样在软件中,你重用发布部分也好,重用订阅人也好,随你.
松散耦合,移动公司新增了积分通知——你并不知道,也不需要知道。你订阅了联通公司的话费清单——移动公司并不知道,也不需要知道。
现在可以对号入座了,我们消费者就是观察者(Observer).我们观察我们每个月的消费记录。移动公司提供订阅的主题(Subject).我们先来看看Observer以及Subject都能做哪些事情。
Observer只需(被通知)话费清单已到.
class Observer { public: virtual void Received()=0; //收到通知后动作,阅读话费清单 };
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Subject(移动公司),需提供
1,一个接口让用户订阅话费清单(添加已订阅用户列表);
2,一个接口让用户取消订阅话费清单(更新已订阅用户列表);
3,发出通知告诉订阅用户话费清单已到.
class Subject { public: //Support Subscribe/Unsubscrible virtual void Attach(Observer* o); virtual void Detach(Observer* o); virtual void Notify(); //发送通知 private: list<Observer*> observers; //已订阅用户列表 };
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函数部分实现部分也很简单,提供上面所说的三种功能。
void Subject::Attach(Observer* o) { observers.push_back(o); //加至订阅用户列表 } void Subject::Detach(Observer* o) { observers.remove(o); //从订阅用户列表中移除 } void Subject::Notify() {
//通知所有订阅者 list<Observer*>::iterator i; for(i=observers.begin(); i!=observers.end(); i++) { static_cast<Observer*>(*i)->Received(this); } }
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现在我们定义出具体的一个Subject和具体的订阅人:
//定义一个具体Subject类(移动公司) class Mobile:public Subject { public: Mobile(){ _checklist = "";}; string GetChecklist(); void SimulateChklst(); private: string _checklist; }; void Mobile::SimulateChklst() { cout<<"---------话费清单(Mobile.Suzhou)---------"<<endl; _checklist = "市话话费:17.52\t\t长途话费:57.00\n短信:5.00(包月)\t\t彩铃:2.00(包月)\n"; Notify(); } string Mobile::GetChecklist() { return _checklist; } //定义一个具体观察者:Jerry --找移动公司订阅(到移动大厅让移动服务人员订阅) class Jerry:public Observer { public: void Received(Subject* sender); }; void Jerry::Received(Subject* sender) { cout<<"Jerry收到话费通知:"<<endl <<static_cast<Mobile*>(sender)->GetChecklist() <<endl; } //定义另一个具体观察者:Anco --由观察者自已订阅(上网自助订阅) class Anco:public Observer { public: void Subscribe(Subject *subject); void Unsubscrible(Subject *subject); void Received(Subject* sender); private: Subject _subject; }; void Anco::Received(Subject* sender) { cout<<"Anco收到话费通知:"<<endl <<static_cast<Mobile*>(sender)->GetChecklist() <<endl; } void Anco::Subscribe(Subject *subject) //自助订阅 { subject->Attach(this); } void Anco::Unsubscrible(Subject *subject) //自助取消订阅 { subject->Detach(this); }
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我们的类,看起来是下面这个样子的:
其中需要注意那一段注释:
for(all o in observers){
o->Received();
}
这段注释道出了Observer的另一个重点:由基类Notify统一维护各观察者的状态,这样可以确保观察者都可以得到通知。这给解耦合带来了绝佳的效果。
我们再也不用担心,谁去维护这个状态,状态怎么样保持一致。
现在我给出完整的代码:
//Platform: WinXP + VC6.0 #include <iostream> #include <string> #include <list> using namespace std; //-------------------------------------------------- //An abstract class define the Observer's interface class Subject; class Observer { public: virtual ~Observer(){}; virtual void Received(Subject* sender)=0; //传入sender,支持多主题Subscribe protected: Observer(){}; }; //An abstract class define the Subject's interface class Subject { public: virtual ~Subject(){};
//Support subcribe virtual void Attach(Observer* o); virtual void Detach(Observer* o); virtual void Notify(); public: Subject(){}; private: list<Observer*> observers; };
void Subject::Attach(Observer* o) { observers.push_back(o); } void Subject::Detach(Observer* o) { observers.remove(o); } void Subject::Notify() { list<Observer*>::iterator i; for(i=observers.begin(); i!=observers.end(); i++) { static_cast<Observer*>(*i)->Received(this); } } //-------------------------------------- //定义一个具体Subject类 class Mobile:public Subject { public: Mobile(){ _checklist = "";}; string GetChecklist(); void SimulateChklst(); private: string _checklist; }; void Mobile::SimulateChklst() { cout<<"---------话费清单(Mobile.Suzhou)---------"<<endl; _checklist = "市话话费:17.52\t\t长途话费:57.00\n短信:5.00(包月)\t\t彩铃:2.00(包月)\n"; Notify(); } string Mobile::GetChecklist() { return _checklist; } //定义一个具体观察者:Jerry --找移动公司订阅(到移动大厅让移动服务人员订阅) class Jerry:public Observer { public: void Received(Subject* sender); }; void Jerry::Received(Subject* sender) { cout<<"Jerry收到话费通知:"<<endl <<static_cast<Mobile*>(sender)->GetChecklist() <<endl; } //定义另一个具体观察者:Anco --由观察者自已订阅(上网自助订阅) class Anco:public Observer { public: void Subscribe(Subject *subject); void Unsubscrible(Subject *subject); void Received(Subject* sender); private: Subject _subject; }; void Anco::Received(Subject* sender) { cout<<"Anco收到话费通知:"<<endl <<static_cast<Mobile*>(sender)->GetChecklist() <<endl; } void Anco::Subscribe(Subject *subject) { subject->Attach(this); } void Anco::Unsubscrible(Subject *subject) { subject->Detach(this); } //------------Main函数------------------ int main() { Mobile mobile; Jerry jerry; Anco anco; //订阅 mobile.Attach(&jerry); //Subject添加Observer anco.Subscribe(&mobile); //Observer subscrible Subject; //本质就是向Subject维护的observers链表中加一条记录
mobile.SimulateChklst(); cout<<"\t[月底了...移动又该送话费清单啦:-)大家赶快看啊!]"<<endl; mobile.SimulateChklst();
cout<<endl<<"\t[喏,Anco,取消订阅了...]"<<endl; anco.Unsubscrible(&mobile); mobile.SimulateChklst (); system("PAUSE"); return 0; }
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C#为观察者模式提供的便利:
C#中的事件机制为实现观察者(Observer)提供了很好的支持,在C#中若一类提供了事件,则这个类就相当于发布了一个主题。
在C#中若在一个类中定义了一个事件,则等于定义了一个委托+两个方法,对应于上面的Subject类就是定义了ObserverList成员用来存用户列表,两个方法分别对应Attach()和Detach().
在C#中实现以上的观察者模式就要简单的多了,现给出代码:
//Platform: WinXP + C# in vs2003 using System; namespace Class1 { //-------------定义委托及事件传送的数据------------- internal class ChkLstEventArgs:EventArgs { private readonly string _checklist; public ChkLstEventArgs(string checklist) { _checklist = checklist; } public string Checklist { get{return _checklist;} } } internal delegate void PublishEventHandler(object sender, ChkLstEventArgs args); //--------------------定义抽象类--------------------- internal class Subject { public event PublishEventHandler PublishChkLst; public void Notify(ChkLstEventArgs args) { if(PublishChkLst != null) PublishChkLst(this,args); } } internal abstract class Observer { public abstract void Received(object sender, ChkLstEventArgs args); } //------------------定义实体类---------------------- class Mobile:Subject { public void SimulateChklst() { Console.WriteLine("---------话费清单(Mobile.Suzhou)---------"); ChkLstEventArgs args = new ChkLstEventArgs("市话话费:17.52\t\t长途话费:57.00\n短信:5.00(包月)\t\t彩铃:2.00(包月)\n"); base.Notify(args); } } class Jerry:Observer { public override void Received(object sender, ChkLstEventArgs args) { Console.WriteLine("Jerry收到话费通知:\n{0}",args.Checklist); } } class Anco:Observer { public void Subscribe(Subject sub) { sub.PublishChkLst += new PublishEventHandler(Received); } public void Unsubscrible(Subject sub) { sub.PublishChkLst -= new PublishEventHandler(Received); } public override void Received(object sender, ChkLstEventArgs args) { Console.WriteLine("Anco收到话费通知:\n{0}",args.Checklist); } } class ExcelProgram { [STAThread] static void Main(string[] args) { Mobile mobile = new Mobile(); Jerry jerry = new Jerry(); Anco anco = new Anco();
//订阅 mobile.PublishChkLst += new PublishEventHandler(jerry.Received); //Subject添加Observer anco.Subscribe(mobile); //Observer subscrible Subject; //本质就是向Subject维护的observers链表中加一条记录
mobile.SimulateChklst(); Console.WriteLine("\t[月底了...移动又该送话费清单啦:-)大家赶快看啊]"); mobile.SimulateChklst(); Console.WriteLine("\t[喏,Anco,取消订阅了...]"); anco.Unsubscrible(mobile); mobile.SimulateChklst ();
Console.ReadLine(); } } }
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观察者模式应用相当广泛,因为他非常好用。当你看MVC模式时,你可以看到观察者模式。当你用VB,DELPHI编程时,对类似按钮的事件的处理也可以看到观察者的影子。
引用GOF设计模式中的两段话作为总结:
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。
Observer模式描述了如何建立这种关系。这一模式中的关键对象是目标(Subject)和观察者(Observer)。一个目标可以有任意数目的依赖它的观察者。一旦目标的状态发生改变, 所有的观察者都得到通知。作为对这个通知的响应,每个观察者都将查询目标以使其状态与目标的状态同步。
Jerry.Chow
12/5'07
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