设计模式之观察者模式(c++)
来源:互联网 发布:varier椅子 淘宝 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 22:38
设计模式之观察者模式(c++)
Observer 模式应该可以说是应用最多、影响最广的模式之一,因为 Observer 的一个实例 Model/View/Control( MVC) 结构在系统开发架构设计中有着很重要的地位和意义, MVC实现了业务逻辑和表示层的解耦。在 MFC 中, Doc/View(文档视图结构)提供了实现 MVC 的框架结构。在 Java 阵容中, Struts 则提供和 MFC 中 Doc/View 结构类似的实现 MVC 的框架。另外 Java 语言本身就提供了 Observer 模式的实现接口。当然, MVC 只是 Observer 模式的一个实例。 Observer 模式要解决的问题为: 建立一个一( Subject)对多( Observer) 的依赖关系, 并且做到当“一” 变化的时候, 依赖这个“一”的多也能够同步改变。
在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对观察者模式是这样说的: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。当一个对象发生了变化,关注它的对象就会得到通知;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要知道谁是它的观察者。
最常见的一个例子就是: 对同一组数据进行统计分析时候, 我们希望能够提供多种形式的表示 (例如以表格进行统计显示、柱状图统计显示、百分比统计显示等)。这些表示都依赖于同一组数据, 我们当然需要当数据改变的时候, 所有的统计的显示都能够同时改变。 Observer 模式就是解决了这一个问题。
UML类图:
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。
Observer(观察者)
——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(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。
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。
观察者模式按照以下方式进行协作:
- 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;
- 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。
以下是调用时序图:
适用场合
在以下任一情况下都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的改变和复用;
- 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;也就是说,你不希望这些对象是紧密耦合的。
代码实现:
#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;
}
vs2013运行结果:
示例2代码实现:
这里的目标 Subject 提供依赖于它的观察者 Observer 的注册( Attach) 和注销( Detach)操作,并且提供了使得依赖于它的所有观察者同步的操作( Notify)。 观察者 Observer 则提供一个 Update 操作, 注意这里的 Observer 的 Update 操作并不在 Observer 改变了 Subject 目标状态的时候就对自己进行更新, 这个更新操作要延迟到 Subject 对象发出 Notify 通知所有Observer 进行修改(调用 Update)。
#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using
namespace
std;
class
Subject;
//抽象观察者
class
Observer
{
protected
:
string name;
Subject *sub;
public
:
Observer(string name, Subject *sub)
{
this
->name = name;
this
->sub = sub;
}
virtual
void
update() = 0;
};
//具体的观察者,看股票的
class
StockObserver :
public
Observer
{
public
:
StockObserver(string name, Subject *sub) :Observer(name, sub)
{
}
void
update();
};
//具体的观察者,看NBA的
class
NBAObserver :
public
Observer
{
public
:
NBAObserver(string name, Subject *sub) :Observer(name, sub)
{
}
void
update();
};
//抽象通知者
class
Subject
{
protected
:
list<Observer*> observers;
public
:
string action;
virtual
void
attach(Observer*) = 0;
virtual
void
detach(Observer*) = 0;
virtual
void
notify() = 0;
};
//具体通知者,秘书
class
Secretary :
public
Subject
{
void
attach(Observer *observer)
{
observers.push_back(observer);
}
void
detach(Observer *observer)
{
list<Observer *>::iterator iter = observers.begin();
while
(iter != observers.end())
{
if
((*iter) == observer)
{
observers.erase(iter);
}
++iter;
}
}
void
notify()
{
list<Observer *>::iterator iter = observers.begin();
while
(iter != observers.end())
{
(*iter)->update();
++iter;
}
}
};
void
StockObserver::update()
{
cout << name <<
" 收到消息:"
<< sub->action << endl;
if
(sub->action ==
"梁所长来了!"
)
{
cout <<
"我马上关闭股票,装做很认真工作的样子!"
<< endl;
}
}
void
NBAObserver::update()
{
cout << name <<
" 收到消息:"
<< sub->action << endl;
if
(sub->action ==
"梁所长来了!"
)
{
cout <<
"我马上关闭NBA,装做很认真工作的样子!"
<< endl;
}
}
int
main()
{
Subject *dwq =
new
Secretary();
//创建观察者<br> //被观察的对象
Observer *xs =
new
NBAObserver(
"xiaoshuai"
, dwq);
Observer *zy =
new
NBAObserver(
"zouyue"
, dwq);
Observer *lm =
new
StockObserver(
"limin"
, dwq);
//加入观察队列
dwq->attach(xs);
dwq->attach(zy);
dwq->attach(lm);
//事件
dwq->action =
"去吃饭了!"
;<br>
//通知
dwq->notify();
cout << endl;
dwq->action =
"梁所长来了!"
;
dwq->notify();
return
0;
}
运行结果:
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