觀察者模式（Observer）

觀察者模式

定義了對象間的一對多的依賴關係，讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象（被觀察者）。當主題對象的狀態發生更改時，會通知所有觀察者，讓它們能夠自動更新。

 

動機

• 在軟件構建的過程中，我們需要爲某些對象建立一種“通知依賴關係”——一個對象（目標對象）的狀態發生改變，所有的以來對象（觀察者對象）都將得到通知。如果這樣的依賴關係過於緊密，將使得軟件不能很好的抵禦變化。
• 使用面向對象技術，可以將這種依賴關係弱化，並形成一種穩定的依賴關係。從而實現軟件體系結構的鬆耦合。

例：下面是一個文件切割的程序的僞碼，可以把較大的文件分隔爲若干個較小的文件。並且對於文件分割過程提供一個進度條的展示過程，可以實時的現實分割的進度。

class FileSplitter
{
    string m_filePath;
    int m_fileNumber;
    ProgressBar* m_progressBar;
 
public:
    FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, ProgressBar* progressBar) :
        m_filePath(filePath), 
        m_fileNumber(fileNumber),
        m_progressBar(progressBar){
 
    }
 
    void split(){
 
        //1.讀取大文件
 
        //2.分批次向小文件中寫入
        for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
            //...
            float progressValue = m_fileNumber;
            progressValue = (i + 1) / progressValue;
            m_progressBar->setValue(progressValue);
        }
 
    }
};
 
 
class MainForm : public Form
{
    TextBox* txtFilePath;
    TextBox* txtFileNumber;
    ProgressBar* progressBar;
 
public:
    void Button1_Click(){
 
        string filePath = txtFilePath->getText();
        int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
 
        FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);
 
        splitter.split();
 
    }
};

以上的設計方法，前端界面依賴了一個ProgressBar，而前端頁面屬於是易變化的組件。同時，其中的耦合性也很高，只要需要更改顯示的進度的情況，就需要更改前端的界面。

由以上的依賴關係，不難看出，對於分隔文件的算法，相對來說穩定，但是卻依賴了一個不穩定的ProgressBar。那麼如果對於界面修改的部分來說，他面對的是一個通知的數組，每個數組裏面都是一個抽象的通知的接口，就可以使用多態性來解決解耦的問題。

class IProgress{
public:
    virtual void DoProgress(float value)=0;
    virtual ~IProgress(){}
};
 
 
class FileSplitter
{
    string m_filePath;
    int m_fileNumber;
 
    List<IProgress*>  m_iprogressList; // 抽象通知機制，支持多個觀察者
 
public:
    FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber) :
        m_filePath(filePath), 
        m_fileNumber(fileNumber){
 
    }
 
 
    void split(){
 
        //1.讀取大文件
 
        //2.分批次向小文件中寫入
        for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
            //...
 
            float progressValue = m_fileNumber;
            progressValue = (i + 1) / progressValue;
            onProgress(progressValue);//發送通知
        }
 
    }
 
 //subject部分
    void addIProgress(IProgress* iprogress){
        m_iprogressList.push_back(iprogress);
    }
 
    void removeIProgress(IProgress* iprogress){
        m_iprogressList.remove(iprogress);
    }
 
 
protected:
    virtual void onProgress(float value){
 
        List<IProgress*>::iterator itor=m_iprogressList.begin();
 
        while (itor != m_iprogressList.end() )
            (*itor)->DoProgress(value); //更新進度條
            itor++;
        }
    }
};
 
 
 
class MainForm : public Form, public IProgress
{
    TextBox* txtFilePath;
    TextBox* txtFileNumber;
 
    ProgressBar* progressBar;
 
public:
    void Button1_Click(){
 
        string filePath = txtFilePath->getText();
        int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
 
        ConsoleNotifier cn;
 
        FileSplitter splitter(filePath, number);
 
        splitter.addIProgress(this); //訂閱通知
        splitter.addIProgress(&cn)； //訂閱通知
 
        splitter.split();
 
        splitter.removeIProgress(this);
 
    }
 
    virtual void DoProgress(float value){
        progressBar->setValue(value);
    }
};
 
class ConsoleNotifier : public IProgress {
public:
    virtual void DoProgress(float value){
        cout << ".";
    }
};

Observer相當於Iprogress，update相當於Doprogress。上面的程序將subject與concretesubject兩個合併。

 

觀察者模式要點總結

• 使用面向對象的抽象，Observer模式使得我們可以獨立地改變目標與觀察者，從而使二者之間的依賴關係達到鬆耦合。
• 目標發送通知時，無需制定觀察者，通知（可以攜帶通知信息作爲參數）會自動傳播
• 觀察者自己決定是否需要訂閱通知，目標對象對此一無所知
• Observer模式是基於事件的UI框架中非常常用的設計模式，也是MVC模式的一個重要組成部分。