设计模式(行为模式)——观察者模式
1 定义
定义对象间的一对多的依赖关系,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。
2 适用性
1)当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一个方面。将二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。
2)当对一个对象的改变需要同时改变其他对象,而不知道具体有多少对象有待改变时。
3)当一个对象必须通知其他对象,而它又不能假定其它对象是谁。换言之,你不希望这些对象是紧密耦合的。
3 结构
说明:
1)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。
2)Observer(观察者):为那些在目标发生改变时需要获得通知的对象定义一个更新接口。
3)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。
4)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。
举例:
1消息广播
一个消息发布者,两个消息订阅者。发布者广播新的消息时,所有的订阅者都自动接收新的消息。
目标(发布者)
public interface ISubject { void SendMessage(string message); }
目标的实现
public class Subject : ISubject { public Action<string> PublishMessage; public void SendMessage(string message) { PublishMessage(message); } }
观察者(订阅者)
public interface IObserver { void GetNewMessage(string message); } public class Person1 : IObserver { public void GetNewMessage(string message) { Console.WriteLine("第一个人接收到新消息:" + message); } } public class Person2 : IObserver { public void GetNewMessage(string message) { Console.WriteLine("第二个人接收到新消息:" + message); } }
连接目标与观察者
static void Main(string[] args) { Person1 pf = new Person1(); Person2 p2 = new Person2(); Subject s = new Subject(); s.PublishMessage += pf.GetNewMessage; s.PublishMessage += p2.GetNewMessage; while(true) { Console.WriteLine("广播消息:"); s.SendMessage(Console.ReadLine()); } }
运行结果:
2 模拟温度调控器
设置最高温与最低温,当输入温度大于最高温时,开始冷却器,关闭加热器;当输入温度小于最低温时,相反。
目标(发布者)
public interface ISubject { float CurrentTemperature { get; set; } }
目标实现
public class Subject:ISubject { private float _CT; public Action<float> PublishMessage; public float CurrentTemperature { get { return _CT; } set { if (this._CT != value) { PublishMessage(value); } } } }
观察者(订阅者)
public interface IObserver { float Temperature { get; set; } void TemperatureChanged(float newTemperature); }
加热器:
public class Heater : IObserver { public float Temperature { set; get; } public Heater(float temperature) { Temperature = temperature; Console.WriteLine("温度最大值:" + temperature); } public void TemperatureChanged(float newTemperature) { if (newTemperature > Temperature) { Console.WriteLine("加热器关闭"); } else if (newTemperature == Temperature) { Console.WriteLine("加热器关闭"); } else { Console.WriteLine("加热器开启"); } } }
制冷器:
public class Cooler : IObserver { public Cooler(float temperature) { Temperature = temperature; Console.WriteLine("温度最小值:" + temperature); } public float Temperature{set;get;} public void TemperatureChanged(float newTemperature) { if (newTemperature > Temperature) { Console.WriteLine("制冷器开启"); } else if (newTemperature == Temperature) { Console.WriteLine("制冷器关闭"); } else { Console.WriteLine("制冷器关闭"); } } }
连接目标与观察者
static void Main(string[] args) { Heater h = new Heater(60); Cooler c = new Cooler(50); Pattern.Observer.Subject sub = new Pattern.Observer.Subject(); sub.PublishMessage += h.TemperatureChanged; sub.PublishMessage += c.TemperatureChanged; while (true) { Console.WriteLine("输入温度:"); string temp = Console.ReadLine(); sub.CurrentTemperature = float.Parse(temp); } }
运行结果:
3 观察者模式在Winform中的应用
在PM模式中,视图没有向控制器暴露出任何接口,那么控制器如何更新视图UI呢?一种比较简单的方式就是利用观察者模式。控制器相当于目标,视图层相当于观察者,当控制器接收到视图层数据后,更新模型,然后向所有观察者广播这一消息,视图层接收到消息后,完成更新UI的任务。代码示例见表现层设计模式那一章。