观察者模式--C++

来源：互联网发布：淘宝快递拒签运费谁负编辑：程序博客网时间：2024/04/30 13:09

以下内容都是从其他文章里摘抄的。

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* 观察者模式应用场景实例

* 免责声明:本文只是以哈票网举例，示例中并未涉及哈票网任何业务代码，全部原创，如有雷同，纯属巧合。

* 场景描述：

* 哈票以购票为核心业务(此模式不限于该业务)，但围绕购票会产生不同的其他逻辑，如：

* 1、购票后记录文本日志

* 2、购票后记录数据库日志

* 3、购票后发送短信

* 4、购票送抵扣卷、兑换卷、积分

* 5、其他各类活动等

* 传统解决方案:

* 在购票逻辑等类内部增加相关代码，完成各种逻辑。

* 存在问题：

* 1、一旦某个业务逻辑发生改变，如购票业务中增加其他业务逻辑，需要修改购票核心文件、甚至购票流程。

* 2、日积月累后，文件冗长，导致后续维护困难。

* 存在问题原因主要是程序的"紧密耦合"，使用观察模式将目前的业务逻辑优化成"松耦合"，达到易维护、易修改的目的，

* 同时也符合面向接口编程的思想。

* 观察者模式典型实现方式：

* 1、定义2个接口：观察者（通知）接口、被观察者（主题）接口

* 2、定义2个类，观察者对象实现观察者接口、主题类实现被观者接口

* 3、主题类注册自己需要通知的观察者

* 4、主题类某个业务逻辑发生时通知观察者对象，每个观察者执行自己的业务逻辑。

* 示例：如以下代码

观察者模式的效果有以下的优点：第一、观察者模式在被观察者和观察者之间建立一个抽象的耦合。观察者模式有下面的缺点：第一、如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。

观察者模式的效果有以下的优点：

第一、观察者模式在被观察者和观察者之间建立一个抽象的耦合。被观察者角色所知道的只是一个具体观察者列表，每一个具体观察者都符合一个抽象观察者的接口。被观察者并不认识任何一个具体观察者，它只知道它们都有一个共同的接口。

由于被观察者和观察者没有紧密地耦合在一起，因此它们可以属于不同的抽象化层次。如果被观察者和观察者都被扔到一起，那么这个对象必然跨越抽象化和具体化层次。

第二、观察者模式支持广播通讯。被观察者会向所有的登记过的观察者发出通知，

观察者模式有下面的缺点：

第一、如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。

第二、如果在被观察者之间有循环依赖的话，被观察者会触发它们之间进行循环调用，导致系统崩溃。在使用观察者模式是要特别注意这一点。

第三、如果对观察者的通知是通过另外的线程进行异步投递的话，系统必须保证投递是以自恰的方式进行的。

第四、虽然观察者模式可以随时使观察者知道所观察的对象发生了变化，但是观察者模式没有相应的机制使观察者知道所观察的对象是怎么发生变化的。

观察者模式的应用场景：
1、对一个对象状态的更新，需要其他对象同步更新，而且其他对象的数量动态可变。
2、对象仅需要将自己的更新通知给其他对象而不需要知道其他对象的细节。

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：

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#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）。

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#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：

0 0