C++設(shè)計(jì)模式之觀察者模式

2020-01-26 15:15:53

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

前言

之前做了一個(gè)性能測(cè)試的項(xiàng)目，就是需要對(duì)現(xiàn)在的產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，獲得測(cè)試數(shù)據(jù)，然后書寫測(cè)試報(bào)告，并提出合理化的改善意見(jiàn)。項(xiàng)目很簡(jiǎn)單，我們獲得了一系列性能測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)，我們需要在Excel中制作測(cè)試數(shù)據(jù)的折線圖、餅狀圖和柱狀圖，以直觀的表現(xiàn)出性能的變化。在實(shí)際操作時(shí)，我發(fā)現(xiàn)，如果我修改了一個(gè)數(shù)據(jù)，折線圖、餅狀圖和柱狀圖就都發(fā)生了變換。這個(gè)是如何做到的？這就要說(shuō)到今天總結(jié)的觀察者模式了，作為設(shè)計(jì)模式大家庭中最重要的一個(gè)，我們不得不去好好的學(xué)習(xí)一下觀察者模式。

觀察者模式

在GOF的《設(shè)計(jì)模式:可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》一書中對(duì)觀察者模式是這樣說(shuō)的：定義對(duì)象間的一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都得到通知并被自動(dòng)更新。當(dāng)一個(gè)對(duì)象發(fā)生了變化，關(guān)注它的對(duì)象就會(huì)得到通知；這種交互也稱為發(fā)布-訂閱(publish-subscribe)。目標(biāo)是通知的發(fā)布者，它發(fā)出通知時(shí)并不需要知道誰(shuí)是它的觀察者。

再說(shuō)說(shuō)上面的數(shù)據(jù)和圖之間的關(guān)系；不管是折線圖、餅狀圖，還是柱狀圖，它們都依賴于數(shù)據(jù)；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，數(shù)據(jù)對(duì)象會(huì)通知依賴于它的對(duì)象去更新；所以就有了Excel中，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)圖也會(huì)自動(dòng)的重繪。

UML類圖

Subject（目標(biāo)）
――目標(biāo)知道它的觀察者。可以有任意多個(gè)觀察者觀察同一個(gè)目標(biāo)；
――提供注冊(cè)和刪除觀察者對(duì)象的接口。

Observer（觀察者）
――為那些在目標(biāo)發(fā)生改變時(shí)需獲得通知的對(duì)象定義一個(gè)更新接口。

ConcreteSubject（具體目標(biāo)）
――將有關(guān)狀態(tài)存入各ConcreteObserver對(duì)象；
――當(dāng)它的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，向它的各個(gè)觀察者發(fā)出通知。

ConcreteObserver（具體觀察者）
――維護(hù)一個(gè)指向ConcreteSubject對(duì)象的引用；
――存儲(chǔ)有關(guān)狀態(tài)，這些狀態(tài)應(yīng)與目標(biāo)的狀態(tài)保持一致；
――實(shí)現(xiàn)Observer的更新接口以使自身狀態(tài)與目標(biāo)的狀態(tài)保持一致。

觀察者模式按照以下方式進(jìn)行協(xié)作：

1.當(dāng)ConcreteSubject發(fā)生任何可能導(dǎo)致其觀察者與其本身狀態(tài)不一致的改變時(shí)，它將通知它的各個(gè)觀察者；

2.在得到一個(gè)具體目標(biāo)的改變通知后，ConcreteObserver對(duì)象可向目標(biāo)對(duì)象查詢信息。ConcreteObserver使用這些信息以使它的狀態(tài)與目標(biāo)對(duì)象的狀態(tài)一致。

以下是調(diào)用時(shí)序圖：

使用場(chǎng)合

在以下任一情況下都可以使用觀察者模式：

1.當(dāng)一個(gè)抽象模型有兩個(gè)方面，其中一個(gè)方面依賴于另一方面。將這二者封裝在獨(dú)立的對(duì)象中以使它們可以各自獨(dú)立的改變和復(fù)用；
2.當(dāng)對(duì)一個(gè)對(duì)象的改變需要同時(shí)改變其它對(duì)象，而不知道具體有多少對(duì)象有待改變；
3.當(dāng)一個(gè)對(duì)象必須通知其它對(duì)象，而它又不能假定其它對(duì)象是誰(shuí)；也就是說(shuō)，你不希望這些對(duì)象是緊密耦合的。

代碼實(shí)現(xiàn)

復(fù)制代碼代碼如下:

#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;
}

總結(jié)

觀察者模式在23個(gè)設(shè)計(jì)模式中的地位是非常高的，我們基本上各大框架中都是隨處可見(jiàn)。真正的理解了整個(gè)模式，對(duì)我們?nèi)ダ斫鈩e人的代碼有非常大的幫助；在我們?nèi)蘸蟮墓ぷ髦幸矔?huì)或多或少的使用該設(shè)計(jì)模式。這里總結(jié)的不是很全面，在日后如果碰到了需要補(bǔ)充的內(nèi)容，我會(huì)繼續(xù)補(bǔ)充的；同時(shí)也希望大家提出更好的建議。

上一篇：C++中復(fù)制構(gòu)造函數(shù)和重載賦值操作符總結(jié)

下一篇：C++歸并排序算法實(shí)例