C++设计模式之观察者模式
作者：果冻想
前言
之前做了一个性能测试的项目，就是需要对现在的产品进行性能测试，获得测试数据，然后书写测试报告，并提出合理化的改善意见。项目很简单，我们获得了一系列性能测试数据，对于数据，我们需要在Excel中制作测试数据的折线图、饼状图和柱状图，以直观的表现出性能的变化。在实际操作时，我发现，如果我修改了一个数据，折线图、饼状图和柱状图就都发生了变换。这个是如何做到的？这就要说到今天总结的观察者模式了，作为设计模式大家庭中最重要的一个，我们不得不去好好的学习一下观察者模式。
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) = 0;
};
class Subject
{
public:
virtual void Attach(Observer *) = 0;
virtual void Detach(Observer *) = 0;
virtual void Notify() = 0;
};
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(2);
// Register the observer
pSubject->Attach(pObserver);
pSubject->Attach(pObserver2);
pSubject->Notify();
// Unregister the observer
pSubject->Detach(pObserver);
pSubject->SetState(3);
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。