观察者模式：轻松实现消息订阅

文章摘要

观察者模式是一种松耦合设计模式，通过订阅/通知机制实现对象间通信。典型应用如报社-读者场景：报社（被观察者）出版新报纸时自动通知所有订阅者（观察者），读者可随时订阅或退订。C#提供了多种实现方式：1）基础接口实现（ISubject/IObserver）；2）委托事件机制；3）标准EventHandler方式。该模式适用于需要动态通知的场景，如GUI事件、消息推送等，核心优势是降低对象间的直接依赖，提高系统可扩展性。代码示例展示了完整的订阅、通知和取消订阅流程，以及如何传递复杂事件参数。

一、观察者模式（Observer）生动形象解释

1. 生活中的例子

报纸订阅：
你订阅了一份报纸，每当有新报纸出版时，报社就会把报纸送到你家门口。你不需要天天打电话问“今天有新报纸吗？”，只要有新内容，报社会主动通知你。
如果你不想看了，取消订阅即可，报社以后也不会再送报纸给你。

对应到代码：

• 报社：被观察者（Subject）
• 你：观察者（Observer）
• 订阅/退订：注册/移除观察者
• 出版新报纸：状态变化，通知所有观察者

2. 适用场景

• 一个对象状态变化，需要通知其他对象，并且不希望这些对象紧密耦合。
• 典型如：事件系统、GUI事件、消息推送、数据绑定等。

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二、C#代码实现

1. 定义观察者接口

public interface IObserver
{
    void Update(string message);
}

2. 定义被观察者接口

public interface ISubject
{
    void Attach(IObserver observer);    // 添加观察者
    void Detach(IObserver observer);    // 移除观察者
    void Notify(string message);        // 通知所有观察者
}

3. 实现具体的被观察者（报社）

using System.Collections.Generic;

public class Newspaper : ISubject
{
    private List<IObserver> observers = new List<IObserver>();

    public void Attach(IObserver observer)
    {
        observers.Add(observer);
    }

    public void Detach(IObserver observer)
    {
        observers.Remove(observer);
    }

    public void Notify(string message)
    {
        foreach (var observer in observers)
        {
            observer.Update(message);
        }
    }

    // 新报纸出版
    public void Publish(string content)
    {
        Console.WriteLine("报社：新报纸出版啦！");
        Notify(content);
    }
}

4. 实现具体的观察者（订阅者）

public class Reader : IObserver
{
    public string Name { get; set; }

    public Reader(string name)
    {
        Name = name;
    }

    public void Update(string message)
    {
        Console.WriteLine($"{Name} 收到报纸：{message}");
    }
}

5. 使用示例

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Newspaper newspaper = new Newspaper();

        Reader alice = new Reader("Alice");
        Reader bob = new Reader("Bob");

        // 订阅
        newspaper.Attach(alice);
        newspaper.Attach(bob);

        // 发布新报纸
        newspaper.Publish("2024年6月新闻：观察者模式真有趣！");

        // Bob 退订
        newspaper.Detach(bob);

        // 再次发布
        newspaper.Publish("2024年7月新闻：C#代码实现观察者模式！");
    }
}

6. 输出结果

报社：新报纸出版啦！
Alice 收到报纸：2024年6月新闻：观察者模式真有趣！
Bob 收到报纸：2024年6月新闻：观察者模式真有趣！
报社：新报纸出版啦！
Alice 收到报纸：2024年7月新闻：C#代码实现观察者模式！

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总结口诀

观察者模式像订报，
报社有新就通知，
订阅退订都灵活，
低耦合、扩展易！

下面我将分别介绍更复杂的事件参数、委托实现和**.NET内置事件实现**，让你对观察者模式在C#中的实际应用有更深入的理解。

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一、复杂事件参数

有时候，通知不仅仅是一个字符串，可能需要传递更多信息。可以自定义事件参数类（通常继承自EventArgs）。

public class NewspaperEventArgs : EventArgs
{
    public string Title { get; set; }
    public string Content { get; set; }
    public DateTime PublishDate { get; set; }

    public NewspaperEventArgs(string title, string content, DateTime date)
    {
        Title = title;
        Content = content;
        PublishDate = date;
    }
}

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二、委托实现

C#中，委托（Delegate）是实现观察者模式的常用方式。你可以定义一个委托类型，然后让观察者注册回调。

// 定义委托
public delegate void NewspaperPublishedHandler(object sender, NewspaperEventArgs e);

public class Newspaper
{
    // 声明事件
    public event NewspaperPublishedHandler NewspaperPublished;

    public void Publish(string title, string content)
    {
        Console.WriteLine("报社：新报纸出版啦！");
        // 触发事件
        NewspaperPublished?.Invoke(this, new NewspaperEventArgs(title, content, DateTime.Now));
    }
}

观察者（订阅者）只需注册事件：

public class Reader
{
    public string Name { get; set; }
    public Reader(string name) { Name = name; }

    public void OnNewspaperPublished(object sender, NewspaperEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine($"{Name} 收到报纸：《{e.Title}》, 内容：{e.Content}, 日期：{e.PublishDate}");
    }
}

使用示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Newspaper newspaper = new Newspaper();
        Reader alice = new Reader("Alice");
        Reader bob = new Reader("Bob");

        // 订阅事件
        newspaper.NewspaperPublished += alice.OnNewspaperPublished;
        newspaper.NewspaperPublished += bob.OnNewspaperPublished;

        newspaper.Publish("观察者模式", "C#事件机制详解");

        // Bob 退订
        newspaper.NewspaperPublished -= bob.OnNewspaperPublished;

        newspaper.Publish("委托与事件", "深入理解C#委托与事件");
    }
}

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三、.NET内置事件实现（推荐写法）

.NET推荐事件声明方式是使用EventHandler<TEventArgs>，这样更规范。

public class Newspaper
{
    // 使用泛型EventHandler
    public event EventHandler<NewspaperEventArgs> NewspaperPublished;

    public void Publish(string title, string content)
    {
        Console.WriteLine("报社：新报纸出版啦！");
        NewspaperPublished?.Invoke(this, new NewspaperEventArgs(title, content, DateTime.Now));
    }
}

订阅和取消订阅方式与上面一致：

public class Reader
{
    public string Name { get; set; }
    public Reader(string name) { Name = name; }

    public void OnNewspaperPublished(object sender, NewspaperEventArgs e)
    {
        Console.WriteLine($"{Name} 收到报纸：《{e.Title}》, 内容：{e.Content}, 日期：{e.PublishDate}");
    }
}

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四、总结

• 自定义事件参数：让通知内容更丰富。
• 委托实现：灵活注册/注销回调，解耦合。
• .NET内置事件：推荐用event EventHandler<TEventArgs>，更规范，易于维护。

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口诀

委托事件来通知，
参数丰富用EventArgs；
订阅退订都灵活，
.NET推荐EventHandler！