Observer 观察者

意图

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。

动机

一致性，松耦合

需要维护相关对象间的一致性。我们不希望为了维持一致性而使各类紧密耦合，因为这样降低了它们的可重用性。

比如：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。

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知道谁是它的观察者。可以有任意数目的观察者订阅并接收通知。

适用性

在以下任一情况下可以使用观察者模式 :

• 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地改变和复用。
• 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。
• 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。换言之 , 你不希望这些对象是紧密耦合的。

结构

 

参与者

Subject

• 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

• 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

• 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

• 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。

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。

实现

Subject和Observe都是抽象类，在Subject子类中的ConcreteSubject中实现Attach，Detach以及Notify，Attach，Detach操作的是list<Observe *>，Notify改变state（Observe类中的成员）。ConcreteObserve类中的update函数用来显示更新的状态

#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;
}