设计模式之观察者模式与其C++通用实现（上）

    
    设计模式之观察者(Observer)模式与其C++通用实现分上、中、下三篇。上篇详细讲解何为观察者模式以及其特点，并给出一个应用实例与其实现。中篇研究如何运用C++各种技术实现一个通用/万能的观察者模式。下篇讨论中篇所给出的实现可能遇到的问题及解决方案。

设计模式之观察者(Observer)模式与其C++通用实现（上）
                                                                                                          ——林石 2008-09-30

观察者模式

    意图：   

    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。

    结构：

    优点：

• 目标（Subject）与观察者（Observer）间抽象耦合
• 支持广播通信/通知

    缺点：

• 会带来意外更新问题

    示例：

    考虑这样一个例子:想知道公司最新的MM情报吗？加入我们MM情报邮件组吧。您只需要向我们发送一封订阅邮件即可，我们会把最新的MM情报以电子邮件形式通知您。

    现在我们来一步一步实现。很明显，示例中关心MM情况的人物即为订阅者，我们以Subscriber表示这一类人。在定义Subscriber之前我们先定义一个MMStatus枚举，用以表示MM状态：

1. enum MMStatus {Dining, Sleeping, Working};

这里定义了三个常量用以简单地模拟MM所处的状态。现在我们可以定义Subscriber类了：

1. struct Subscriber
2. {
3.     virtual void action(MMStatus status) = 0;
4.     virtual ~Subscriber() {}
5. };

    有经验的读者知道，这样定义Subscriber表明它是个基类，也是个抽象类，或者称之为接口（java中就有 interface关键字）。之所以这样设计，是因为可能存在很多种类型的订阅者（Subscriber接口的子类），每种订阅者对MM的同一种状态可能会有不同的处理方式。这里把多种类型的订阅者抽象出相同的接口方法，也就是Subscriber定义的第3行。第4行虽然只是个空定义，但这是不可缺少的，防止在用基类指针指向子类而delete基类指针时子类的析构行为能正确调用。我们继续定义我们的目标类。没错，就是MM情报组，我们以 MMIntelligenceAgent类表示。

1. class MMInteligenceAgent
2. {
3. public:
4.     void subscribe(Subscriber &subscriber);
5.     void desubscribe(Subscriber &subscriber);
6. private:
7.     void notifyAll(MMStatus status);
8. private:
9.     std::list<Subscriber*> subscribers_;
10. };

    MMInteligenceAgent类有两个公有方法（4、5行），分别用以增加和移除一个订阅者。订阅者可能有多个，我们选择以链表存储之（9行）。当MM状态变更后，借助notifyAll方法，链表中的所有订阅者都会得到通知。
    目标类的实现很简单：

1. void MMInteligenceAgent::subscribe(Subscriber &subscriber)
2. {
3.     subscribers_.push_back(&subscriber);
4. }
5. 
   
6. void MMInteligenceAgent::desubscribe(Subscriber &subscriber)
7. {
8.     subscribers_.erase(
9.         std::remove(subscribers_.begin(), subscribers_.end(), &subscriber),
10.         subscribers_.end());
11. }
12. void MMInteligenceAgent::notifyAll(MMStatus status)
13. {
14.     for (list<Subscriber*>::iterator it = subscribers_.begin();
15.         it != subscribers_.end(); ++it) {
16.             (*it)->action(status);
17.     }
18. }

    主要的基类及方法都写好了，接下来我们示例个具体Subscriber类：偷窃者。偷窃者一般在偷盗目标熟睡时比较容易下手，于是偷窃者可使用MM情报组提供的服务，以便知道MM何时在睡觉:

1. struct Larcener : public Subscriber
2. {
3.     virtual void action(MMStatus status)
4.     {
5.         if (status == Sleeping) {
6.             // steal something ...
7.         }       
8.     }
9. };

    为了使代码更完整，我们可以为MMInteligenceAgent增加一个对MM的跟踪方法，当发现MM状态改变时发出通知。

1. void MMInteligenceAgent::trace()
2. {
3.     ...
4.     MMStatus status = ...;
5.     notifyAll(status);
6. }

    最后以一个调用示例作为此篇的结束：

1. int main()
2. {   
3.     ...
4.     Larcener l;
5.     MMInteligenceAgent mia;
6.     mia.subscribe(l);
7.     mia.trace();
8.     ...
9.     mia.desubscribe(l);
10.     ...
11. }

    
    <未完，待续>