设计模式C++描述----04.观察者(Observer)模式

一. 概述

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。

Sbuject 相当于通知者，它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）。

Observer 相当于观察者，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）。

二. 举例

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。

结构关系图如下：

DataSubject ： 我们就认为是原始数据。

SheetObserver：就认为是表格，用来显示原始数据用的。

ChartObserver ：就认为是图表，也是来显示原始数据的。

代码如下：

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////观察者基类class Observer{public:virtual ~Observer(){}virtual void Update(Subject* sub) = 0;virtual void PrintInfo() = 0;protected:Observer(){_st = '\0';}string _st;};//////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //通知者基类  class Subject{public:virtual ~Subject(){}//注册观察者，这样通知者就能通知到观察者virtual void Attach(Observer* obv){_obvs->push_front(obv);}//注销观察者，通知者不再通知观察者virtual void Detach(Observer* obv){if (obv != NULL)_obvs->remove(obv);}//通知操作，通知后对于每个注册过的观察者，将会调用自己的update方法virtual void Notify(){list<Observer*>::iterator it;it = _obvs->begin();for (;it != _obvs->end();it++){(*it)->Update(this);}}virtual void SetState(const string& st) = 0;virtual string GetState() = 0;protected:Subject(){_obvs = new list<Observer*>;}private:list<Observer* >* _obvs;};////////////////////////////////////////////////////////////////////////////具体的数据通知者class DataSubject:public Subject{public:DataSubject(){_st = '\0';}~DataSubject(){}        //自己的状态string GetState(){return _st;}void SetState(const string& st){_st = st;}private:string _st;};////////////////////////////////////////////////////////////////////////////数据表格观察者class SheetObserver:public Observer{public:virtual Subject* GetSubject(){return _sub;}        //构造函数里，把自己注册到通知者里SheetObserver(Subject* sub){_sub = sub;_sub->Attach(this);}virtual ~SheetObserver(){_sub->Detach(this);if (_sub != 0)delete _sub;}//更新操作void Update(Subject* sub){_st = sub->GetState(); //具体的数据可以从Subject这个通知者中取PrintInfo();}void PrintInfo(){cout<<"Sheet observer.... "<<_sub->GetState()<<endl;}private:Subject* _sub;};//数据图表观察者class ChatObserver:public Observer{public:virtual Subject* GetSubject(){return _sub;}ChatObserver(Subject* sub){_sub = sub;_sub->Attach(this);}virtual ~ChatObserver(){_sub->Detach(this);if (_sub != 0){delete _sub;}}//更新操作 void Update(Subject* sub){_st = sub->GetState();PrintInfo();}void PrintInfo(){cout<<"Chat observer.... "<<_sub->GetState()<<endl;}private:Subject* _sub;};////////////////////////////////////////////////////////////////////////////测试 int main()  {  DataSubject* sub = new DataSubject();//数据通知者Observer* o1 = new SheetObserver(sub);//表格观察者  Observer* o2 = new ChatObserver(sub);//图表观察者  sub->SetState("old data");//数据发生变化sub->Notify();//通知者下发通知 sub->SetState("new data");sub->Notify();o1->Update(sub); //也可以由观察者自己调用更新函数  return 0;}

说明：
1. 在 Observer 模式的实现中，Subject 维护一个 list 作为存储其所有观察者的容器。每当调用 Notify 操作就遍历 list中的 Observer 对象，并广播通知改变状态（调用Observer的Update操作）。
2. 运行示例程序，可以看到当原始数据 Subject 处于状态 “old” 时候，依赖于它的两个观察者都显示 “old”，当原始数据状态改变为 “new” 的时候，依赖于它的两个观察者也都改变为“new”。
3. 可以看到 Observer 与 Subject 互为耦合，但是这种耦合的双方都依赖于抽象，而不依赖于具体。

三. MFC中的观察者模式

MFC 的 View/Document 结构的实现中也采用了观察者模式。

Document 为模式中的通知者，管理应用程序中的数据，View为模式中的观察者，以给定的方显示所关联的 Document中的数据。CDocument类中定义了一个指针列表，用于保存对应的 CView 对象，并定义了一个函数用于对链表中的所有CView的对象进行更新。

结构如下：

原代码如下：

//afxwin.hclass CDocument : public CCmdTarget{public:// Operationsvoid AddView(CView* pView);      //注册操作void RemoveView(CView* pView);   //注销操作// Update Views (simple update - DAG only)      //通知操作void UpdateAllViews(CView* pSender, LPARAM lHint = 0L,CObject* pHint = NULL);protected:CPtrList m_viewList;                // list of views}//DocCore.cppvoid CDocument::AddView(CView* pView){ASSERT_VALID(pView);ASSERT(pView->m_pDocument == NULL); // must not be already attachedASSERT(m_viewList.Find(pView, NULL) == NULL);   // must not be in listm_viewList.AddTail(pView);          //加入链表中ASSERT(pView->m_pDocument == NULL); // must be un-attachedpView->m_pDocument = this;OnChangedViewList();    // must be the last thing done to the document}void CDocument::RemoveView(CView* pView){ASSERT_VALID(pView);ASSERT(pView->m_pDocument == this); // must be attached to usm_viewList.RemoveAt(m_viewList.Find(pView));  //从链表中删除pView->m_pDocument = NULL;OnChangedViewList();    // must be the last thing done to the document}void CDocument::UpdateAllViews(CView* pSender, LPARAM lHint, CObject* pHint)// walk through all views{ASSERT(pSender == NULL || !m_viewList.IsEmpty());// must have views if sent by one of themPOSITION pos = GetFirstViewPosition();        //遍历所有观察者while (pos != NULL){CView* pView = GetNextView(pos);ASSERT_VALID(pView);if (pView != pSender)pView->OnUpdate(pSender, lHint, pHint);}}

从代码中我们可以看到，AddView 和 RemoveView 相当于注册和注销操作，UpdateAllViews 相当于通知操作，通知操作会依次调用各个CView 对象的 OnUpdate，进行更新。