观察者(发布-订阅)模式浅析

原创于 2013-11-17 13:43:44 发布 · 721 阅读

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本文介绍观察者模式的应用原理与实现细节，通过一个时钟显示的例子，详细解释如何使用该模式来实现实时更新数据。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

观察者模式(又名发布-订阅模式)主要使用场景:

当一个对象的状态发生改变时,所有依赖它的对象都得到通知,并被自动更新.

目标对象类:

class Subject

{

public:

~Subject(){}

virtual void Attach(Observer*);//增加一个观察者(即订阅)

virtual void Detach(Observer*);//删去一个观察着(即退订)

virtual void Notify();//通知观察者更新数据

protected:

Subject(){};

private:

vector<Observer*> m_pObservers;//保存观察者列表

};

void Subject::Attach(Observer* obs)

{

m_pObservers.push_back(obs);

}

void Subject::Detach(Observer* obs)

{

vector<Observer*>::iterator it = find(m_pObservers.begin(), m_pObservers.end(), obs);

if(it != m_pObservers.end())

{

m_pObservers.erase(it);

}

}

void Subject::Notify()

{

vector<Observer*>::iterator it;

for(it = m_pObservers.begin(); it!=m_pObservers.end(); ++it)

{

(*it)->Update(this);

}

}

观察者类结构:

class Observer

{

public:

~Observer(){}

virtual void Update(Subject*)=0;//具体的更新操作

protected:

Observer(){}

};

看一个时钟的例子,假如我们有一个定时器,每隔一秒钟会更新一次时间,另外,我们有一个显示时间的类,该类实时通过模拟窗口显示当前的时间.

定时器类ClockTimer, 其中保存了时间(时-分-秒),另外,定时器每隔一秒钟会执行Tick(),在Tick中,会出发对观察者(时间显示类DigitalClock)的update操作.

class ClockTimer: public Subject

{

public:

ClockTimer(int hour, int min, int sec)

{

m_hour = hour;

m_min = min;

m_sec = sec;

}

int GetHour()

{

return m_hour;

}

int GetMin()

{

return m_min;

}

int GetSec()

{

return m_sec;

}

void Tick();//定时器定时增加一秒

private:

int m_hour;

int m_min;

int m_sec;

};

void ClockTimer::Tick()

{

++m_sec;

Notify();

}

模拟时间显示类DigitalClock,它在构造时保存了当前定时器的指针m_pClock,订阅和退订操作在DigitalClock的构造与析构时完成.最后在update时,通过定时器指针获取到定时器更新后的时间,并进行显示.

class DigitalClock: public Observer//模拟时间显示类

{

public:

DigitalClock(ClockTimer* pClock)

{

m_pClock = pClock;

m_pClock->Attach(this);//订阅

}

virtual ~DigitalClock()

{

m_pClock->Detach(this);//退订

};

virtual void Update(Subject* sub)

{

//检查时钟是否正确

if(sub == m_pClock)

{

Draw();

}

}

virtual void Draw()

{

int hour, min, sec;

hour = m_pClock->GetHour();

min = m_pClock->GetMin();

sec = m_pClock->GetSec();

cout<<"当前时间时："<<hour<<"-"<<min<<"-"<<sec<<endl;

}

private:

ClockTimer* m_pClock;

};

完整代码如下:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Subject;

class Observer
{
public:
	~Observer(){}
	virtual void Update(Subject*)=0;

protected:
	Observer(){}
};

class Subject
{
public:
	~Subject(){}

	virtual void Attach(Observer*);
	virtual void Detach(Observer*);
	virtual void Notify();

protected:
	Subject(){};

private:
	vector<Observer*> m_pObservers;
};

void Subject::Attach(Observer* obs)
{
	m_pObservers.push_back(obs);
}

void Subject::Detach(Observer* obs)
{
	vector<Observer*>::iterator it = find(m_pObservers.begin(), m_pObservers.end(), obs);
	if(it != m_pObservers.end())
	{
		m_pObservers.erase(it);
	}
}

void Subject::Notify()
{
	vector<Observer*>::iterator it;
	for(it = m_pObservers.begin(); it!=m_pObservers.end(); ++it)
	{
		(*it)->Update(this);
	}
}

class ClockTimer: public Subject
{
public:
	ClockTimer(int hour, int min, int sec)
	{
		m_hour = hour;
		m_min = min;
		m_sec = sec;
	}

	int GetHour()
	{
		return m_hour;
	}
	int GetMin()
	{
		return m_min;
	}
	int GetSec()
	{
		return m_sec;
	}

	void Tick();			//定时器定时增加一秒

private:
	int m_hour;
	int m_min;
	int m_sec;
};

void ClockTimer::Tick()
{
	++m_sec;

	Notify();
}


class DigitalClock: public Observer			//模拟时间显示类
{
public:
	DigitalClock(ClockTimer* pClock)
	{
		m_pClock = pClock;
		m_pClock->Attach(this);			//订阅
	}
	virtual ~DigitalClock()
	{
		m_pClock->Detach(this);			//退订
	};

	virtual void Update(Subject* sub)
	{
		//检查时钟是否正确
		if(sub == m_pClock)
		{
			Draw();
		}
	}
		
	virtual void Draw()
	{
		int hour, min, sec;
		hour = m_pClock->GetHour();
		min = m_pClock->GetMin();
		sec = m_pClock->GetSec();

		cout<<"当前时间时："<<hour<<"-"<<min<<"-"<<sec<<endl;
	}

private:
	ClockTimer* m_pClock;	//保存当前对定时器
};


int main()
{
	ClockTimer* pTimer = new ClockTimer(12, 10, 50);
	DigitalClock* pShowTime = new DigitalClock(pTimer);
	pTimer->Tick();
	pTimer->Tick();
	pTimer->Tick();

	delete pShowTime;
	delete pTimer;

	return 0;
}

最后执行结果如下: