5 設計模式_觀察者模式(Observer)

Observer 觀察者模式

動機(Motivation)

• 在軟件構建過程中，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，所有的依賴對象（觀察者對象）都將得到通知。如果這樣的依賴關係過於緊密，將使軟件不能很好地抵禦變化。
• 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松耦合

模式定義

• 定義對象間的一種一對多（變化）的依賴關係，以便當一個對象(Subject)的狀態發生改變時，所有依賴於它的對象都得到通知並自動更新。

舉個例子

• 使用模式前

class FileSplitter
{
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;
	ProgressBar* m_progressBar;
	//這裏ProgressBar是個具體的類,不夠靈活
	//違背依賴倒置原則。不應該依賴實現細節，應該依賴於抽象。
	//應該提取抽象出來
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;
			//因爲m_progressBar是個具體類，狀態發生變化時不夠靈活。
			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();

	}
};

• 使用模式後

//觀察者抽象基類
class IProgress{
public:
	virtual void DoProgress(float value)=0;
	virtual ~IProgress(){}
};

//目標對象抽象基類
class ISplit{
public
	//添加(註冊)觀察者
	void addIProgress(IProgress* iprogress) = 0;
	//移除觀察者
	void removeIProgress(IProgress* iprogress) = 0;
	//通知觀察者
	virtual void onProgress(float value) = 0；
	virtual ~ISplit(){}
};
//目標對象
class FileSplitter： public ISplit
{
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;
	// 抽象通知機制，支持多個觀察者
	List<IProgress*>  m_iprogressList; 
	
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
		}

	}

protected:
	//添加(註冊)觀察者
	void addIProgress(IProgress* iprogress){
		m_iprogressList.push_back(iprogress);
	}
	//移除觀察者
	void removeIProgress(IProgress* iprogress){
		m_iprogressList.remove(iprogress);
	}
	//通知所有的觀察者當前進度
	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++;
		}
	}
};

//觀察者
//Split中有觀察者IProgress數組。繼承IProgress,
//將IProgress,的子類添加到 Split,Split中發出通知消息時
//Iprogress的子類可收到通知進行相應的處理
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;	//新的觀察者類型

		FileSplitter splitter(filePath, number);

		splitter.addIProgress(this); 	  //訂閱(註冊)通知
		splitter.addIProgress(&cn)； //訂閱(註冊)通知
		splitter.split();

		splitter.removeIProgress(this);

	}
	//通知接受放
	virtual void DoProgress(float value){
		progressBar->setValue(value);
	}
};
//新的觀察者類型
class ConsoleNotifier : public IProgress {
public:
	virtual void DoProgress(float value){
		cout << ".";
	}
};

結構(Structure)

>紅色框內是穩定的部分，Subject是例子中的ISplit，Observer是IProgress。Notify()就是具體的通知也就是onProgress()。o->Update就是IProgress(觀察者)中的DoProgress。Subject中的Attach(Observer)，跟Detach(Observer)就是添加和一處觀察者。
>藍色框內是變化的部分也就是目標對象的子類和觀察者對象的子類。
> GOF定義的結構中，在具體觀察中接受到通知後中，可以用Subject指針獲取對應的主體對象某些狀態信息，從而有更靈活的操作性。

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致松耦合。
• 目標發送通知時，無需指定觀察者，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