设计模式之 - 观察者模式

一、引子

        还记得警匪片上，匪徒们是怎么配合实施犯罪的吗？一个团伙在进行盗窃的时候，总有一两个人在门口把风——如果有什么风吹草动，则会立即通知里面的同伙紧急撤退。也许放风的人并不一定认识里面的每一个同伙；而在里面也许有新来的小弟不认识这个放风的。但是这没什么，这个影响不了他们之间的通讯，因为他们之间有早已商定好的暗号。上面提到的放风者、偷窃者之间的关系就是观察者模式在现实中的活生生的例子。

二、定义

        观察者（ Observer）模式又名发布-订阅（ Publish/Subscribe）模式。 GOF 给观察者模式如下定义：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。

        可以举个博客订阅的例子，当博主发表新文章的时候，即博主状态发生了改变，那些订阅的读者就会收到通知，然后进行相应的动作，比如去看文章，或者收藏起来。博主与读者之间存在种一对多的依赖关系。

三、结构

        下面我们就来看看观察者模式的组成部分。

1) 抽象目标角色（ Subject）：目标角色知道它的观察者，可以有任意多个观察者观察同一个目标。并且提供注册和删除观察者对象的接口。目标角色往往由抽象类或者接口来实现。

2) 抽象观察者角色（ Observer）：为那些在目标发生改变时需要获得通知的对象定义一个更新接口。抽象观察者角色主要由抽象类或者接口来实现。

3) 具体目标角色（ ConcreteSubject）：将有关状态存入各个 Concrete Observer 对象。当它的状态发生改变时, 向它的各个观察者发出通知。

4) 具体观察者角色（ ConcreteObserver）：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。在本角色内也可以维护一个指向 Concrete Subject 对象的引用。

四、实现

#include <iostream>#include <list>using namespace std;//抽象观察者class Observer{public:virtual void Update(int) = 0;};//抽象目标角色class Subject{public:virtual void Attach(Observer *) = 0;virtual void Detach(Observer *) = 0;virtual void Notify() = 0;};//具体观察者: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;//观察者内维护一个指向目标的指针};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;};//具体目标角色：将有关状态存入各个 Concrete Observer 对象。当它的状态发生改变时, 向它的各个观察者发出通知。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;//观察者链表int m_iState;//状态};void ConcreteSubject::Attach(Observer *pObserver){m_ObserverList.push_back(pObserver);}void ConcreteSubject::Detach(Observer *pObserver){m_ObserverList.remove(pObserver);}//当他的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知，更新观察者的状态void ConcreteSubject::Notify(){std::list<Observer *>::iterator it = m_ObserverList.begin();while (it != m_ObserverList.end()){(*it)->Update(m_iState);++it;}}int main(){// Create SubjectConcreteSubject *pSubject = new ConcreteSubject();// Create ObserverObserver *pObserver = new ConcreteObserver(pSubject);Observer *pObserver2 = new ConcreteObserver2(pSubject);// Change the statepSubject->SetState(2);// Register the observerpSubject->Attach(pObserver);pSubject->Attach(pObserver2);pSubject->Notify();// Unregister the observerpSubject->Detach(pObserver);pSubject->SetState(3);pSubject->Notify();delete pObserver;delete pObserver2;delete pSubject;}

五、使用情况

        GOF 给出了以下使用观察者模式的情况：
1) 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地改变和复用。
2) 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。
3) 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。换言之, 你不希望
这些对象是紧密耦合的。

六、我推你拉

        观察者模式在关于目标角色、观察者角色通信的具体实现中，有两个版本。一种情况便是目标角色在发生变化后，仅仅告诉观察者角色“我变化了”；观察者角色如果想要知道具体的变化细节，则就要自己从目标角色的接口中得到。这种模式被很形象的称为：拉模式——就是说变化的信息是观察者角色主动从目标角色中“拉”出来的。
        还有一种方法，那就是我目标角色“服务一条龙”，通知你发生变化的同时，通过一个参数将变化的细节传递到观察者角色中去。这就是“推模式”——管你要不要，先给你啦。这两种模式的使用，取决于系统设计时的需要。如果目标角色比较复杂，并且观察者角色进行更新时必须得到一些具体变化的信息，则“推模式”比较合适。如果目标角色比较简单，则“拉模式”就很合适啦。