观察者模式的应用之模拟事件监听系统

思考观察者模式

（1）观察者模式的本质：触发联动。当修改目标对象的状态时，就会触发相应的通知，然后会循环调用所有观察者对象的相应方法，通知这些观察者，让其做相应的反应。其实就相当于联动调用这些观察者的方法。它将目标对象与观察者解耦，这样目标对象与观察者可以独立变化，但又可以正确联动起来。

（2）目标对象和观察者之间的关系

　　①一个目标只有一个观察者，也可以被多个观察者观察。

　　②一个观察者可以观察多个目标对象，但这里一般观察者内要提供不同的update方法，以便让不同的目标对象来回调。

　　③在观察者模式中，观察者和目标是单向依赖的，只有观察者依赖于目标，而目标是不依赖于具体的观察者（只依赖于接口）。

　　④它们之间的联系主动权掌握在目标对象手中，只有目标对象知道什么时候需要通知观察者。在整个过程中，观察者始终是被动地等待目标对象的通知。

　　⑤对于目标对象而言，所有的观察者都是一样的，会一视同仁。但也可以在目标对象里面进行控制，实现有区别的对待观察者。

（3）基本的实现说明

　　①具体的目标实现对象要能维护观察者的注册信息，最简单的实现方案就是采用链表来保存观察者的注册信息。

　　②具体的目标实现对象需要维护引起通知的状态，一般情况下是目标自身的状态。变形使用的情况下，也可以是别的对象的状态。

　　③具体的观察者实现对象需要能接收目标的通知，能够接收目标传递的数据或主动去获取目标的数据，并进行后续处理。

　　④如果是一个观察者观察多个目标，那在观察者的更新方法里面，需要去判断是来自哪一个目标的通知。一种简音的解决方案是扩展update方法，比哪里在方法里多传递一个参数进行区分。还有一种更简单的方法，就是定义不同的回调方法。

（4）触发通知的时机

　　①一般是在完成状态维护后触发，因为通知会传递数据，不能够先通知后改数据，这很容易导致观察者和目标对象的状态不一致。

　　②可能出错的示例代码片段

（5）相互观察

　　在某些应用中，可能会出现目标和观察者相互观察的情况。这种情况要防止可能出现的死循环现象。

推模型和拉模型

（1）推模型：目标对象主动向观察者推送目标的详细信息，不管观察者是否需要，推送的消息通常是目标对象的全部或部分数据。相当于是在广播通知。

（2）拉模型：目标对象在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息，由观察者主动到目标对象中获取，相当于是观察者从目标对象中拉数据。一般这种模型的实现中，会把目标对象自己通过update方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取。

（3）关于两种模型的比较

　　①推模型是假定目标对象知道观察者需要的数据；而拉模型是目标对象不知道观察者具体需要什么数据，在没有办法的情况下，干脆把自身传递给观察者，让观察者自己去按需取值。

　　②推模式可能会使观察者对象难以复用，因为观察者定义的update方法是按需定义的，可能无法兼顾没有考虑到的情况。这意味者出现新的情桨叶时，就可以需要提供新的update方法。或干脆重新实现观察者。而拉模式不会造成这种情况，因为update方法的参数是目标对象本身。这基本上是目标对象能传递的最大数据集合，基本可以适应各种情况的需要。

观察者模式的优缺点

（1）优点

　　①观察者模式实现了观察者和目标之间的抽象耦合

　　②实现了动态联动。由于观察者模式对观察者的注册实行管理，那就可以在运行期间，通过动态地控制注册的观察者，来控制某个动作的联动范围，从而实现动态联动。

　　③支持广播通信

（2）缺点

　　可能会引起无谓的操作。由于观察者模式每次都是广播通信，不管观察者需不需要，每个观察者都会被调用update方法。如果观察者不需要执行相应处理，那这次操作就浪费了，甚至可能会误操作。如本应在执行这次状态更新前把某个观察者删除掉，但现在这个观察者都还没删除，消息就又到达了，那么就会引起误操作。

观察者模式的应用场景

（1）聊天室程序，服务器转发给所有客户端，群发消息等

（2）网络游戏（多人联机对战）场景中，服务器将客户端的状态进行分发。

（3）事件处理模型，基于观察者模式的委派事件模型（事件源：目标对象；事件监听器：观察者）

【编程实验】区别对待观察者（变式观察者模式）

//声明文件

//*****************************************************************************************
//行为型模式——观察者模式
//场景：水质监测系统（拉模型）
/*、
说明：
    1、水质正常时：只通知监测人员做记录
    2、轻度污染时：除了通知监测人员做记录外，还要通知预警人员，判断是否需要预警
    3、中度或重度污染时：除了通知以上两人种外，还要通知部门领导做相应的处理
解决方式：
    1、每次污染时，目标可以通知所有观察者，由观察者决定是否属自己处理的情况
    2、每次污染时，在目标里进行判断，然后只通知相应的观察者（本例采用这种方式）
*/

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>

using namespace std;


class CWatcherObserver;//前向声明

//定义水质监测的目标对象
class CWaterQualitySubject{
protected:
	list<CWatcherObserver*> lstObs;
public:
	void Attach(CWatcherObserver* observer);
	void Detach(CWatcherObserver* observer);
	 //通知相应的观察者对象
	virtual void Notify() = 0;
	 //获取水质污染的级别
	virtual void SetPolluteLevel(int level) = 0;
	virtual int GetPolluteLevel() = 0;
};
//水质观察者接口定义
class CWatcherObserver{
public:
	//被通知时的处理方法，参数为被观察的目标对象
	virtual void Update(CWaterQualitySubject* subject) = 0;
	 //设置和获取观察人员的职务
	virtual void SetJob(string job) = 0;
	virtual string GetJob() = 0;
};

//具体的观察者
class CWatcher : public CWatcherObserver{
private:
	string strJob;
public:
	void SetJob(string job);
	string GetJob();
	void Update(CWaterQualitySubject* subject);
};
//具体的水质监测对象
class CWaterQuality : public CWaterQualitySubject{
private:
	int iPolluteLevel; //0正常，1轻度污染，2中度污染，3重度污染
public:
	CWaterQuality();
	 //通知相应的观察者
	void SetLevel(int level);
	void SetPolluteLevel(int level);
	int GetPolluteLevel();
	void Notify();
};

//实现文件

//*******************************************************************************************
void CWaterQualitySubject::Attach(CWatcherObserver* observer){lstObs.push_back(observer);}
void CWaterQualitySubject::Detach(CWatcherObserver* observer){lstObs.remove(observer);}

//具体的观察者
void CWatcher::SetJob(string job){strJob = job;}
string CWatcher::GetJob(){return strJob;}
void CWatcher::Update(CWaterQualitySubject* subject){ //收到通知时的处理过程
	cout << strJob << "获取到通知，当前污染级别为:" << subject->GetPolluteLevel() << endl;
}
//具体的水质监测对象
CWaterQuality::CWaterQuality(){iPolluteLevel = 0;}
//通知相应的观察者
void CWaterQuality::SetLevel(int level){
	iPolluteLevel = level;
	Notify();
}
void CWaterQuality::SetPolluteLevel(int level){iPolluteLevel = level;}
int CWaterQuality::GetPolluteLevel(){return iPolluteLevel;}
void CWaterQuality::Notify(){
	for(list<CWatcherObserver*>::iterator it = lstObs.begin(); it != lstObs.end(); it++){
		//根据污染级别判断是否需要通知

		//通知监测员记录
		if(iPolluteLevel >= 0){
			if((*it)->GetJob() == "监测人员")				(*it)->Update(this);
		}
		else if(iPolluteLevel >= 1){
			if((*it)->GetJob() == "预警人员")				(*it)->Update(this);
		}
		else if(iPolluteLevel >= 2){
			if((*it)->GetJob() == "监测部门领导")		(*it)->Update(this);			
		}
	}
}

//测试客户端

void main()
{
	//创建水质主题对象
	CWaterQuality oWaterQuality;
	//创建几个观察者
	CWatcherObserver* pWatcher1 = new CWatcher(); pWatcher1->SetJob("监测人员");
	CWatcherObserver* pWatcher2 = new CWatcher(); pWatcher2->SetJob("预警人员");
	CWatcherObserver* pWatcher3 = new CWatcher(); pWatcher3->SetJob("监测部门领导");
	 //注册观察者
	oWaterQuality.Attach(pWatcher1);oWaterQuality.Attach(pWatcher2);oWaterQuality.Attach(pWatcher3);

	//填写水质报告
	cout << endl << "当水质正常的时候---------------------------" << endl;
	oWaterQuality.SetLevel(0);
	cout << endl << "当水质轻度污染的时候--------------------" << endl;
	oWaterQuality.SetLevel(0);
	cout << endl << "当水质中度污染的时候--------------------" << endl;
	oWaterQuality.SetLevel(0);

	delete pWatcher1; delete pWatcher2; delete pWatcher3;
	
}