设计模式之观察者模式

动机

在软件构建过程中，我们需要为某些对象建立一种“通知依赖关系”——一个对象的状态发生改变，所有的依赖对象都将得到通知。如果这样的依赖关系过于紧密，将使软件不能很好地抵御变化。

使用面向对象技术，可以将这种依赖关系弱化，并形成一种稳定的依赖关系，从而实现软件体系结构的松耦合。

观察者模式定义

定义对象间的一种一对多的依赖关系，以便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自动刷新。

这一模式中的关键对象是目标(subject)和观察者(observer)。一个目标可以有任意数目的依赖它的观察者。一旦目标的状态发生改变 , 所有的观察者都得到通知。作为对这个通知的响应，每个观察者都将查询目标以使其状态与目标的状态同步。

这种交互也称为发布－订阅（puplish-subscribe）。目标是通知的发布者。它发出通知时并不需知道谁是它的观察者。可以有任意数目的观察者订阅并接收通知。

代码场景：分件切分器，把大文件切分为小文件，现在想要一个进度条显示分割进度

MainForm调用FileSplitter进行文件切分，里面显示进度条

class MainForm : public Form
{
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;
	ProgressBar* progressBar;

public:
	void Button1_Click(){

		string filePath = txtFilePath->getText();
		int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());

		FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);

		splitter.split();

	}
};

FileSplitter的伪代码如下：违反依赖倒置原则中抽象不应该依赖细节。

class FileSplitter
{
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;
	ProgressBar* m_progressBar; // 依赖于进度条细节，带来实现细节变更的困扰

public:
	FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, ProgressBar* progressBar) :
		m_filePath(filePath), 
		m_fileNumber(fileNumber),
		m_progressBar(progressBar) {

	}

	void split(){

		//1.读取大文件

		//2.分批次向小文件写入
		for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
			//...
			float progressValue = m_fileNumber;
			progressValue = (i + 1) / progressValue;  // 更新进度条
			m_progressBar->setValue(progressValue);
		}

	}
};

违反依赖倒置原则

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）是面向对象设计原则中的一条，它是SOLID原则中的其中一项。依赖倒置原则强调的是高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象；而且，抽象不应该依赖于具体细节，具体细节应该依赖于抽象。

利用观察者模式修正，提供抽象基类，为希望表示进度的类定义了一个接口。

FileSplitter和MainForm

// IProgress 是一个抽象基类，为希望表示进度的类定义了一个接口。
class IProgress { // Observer
public:
	virtual void DoProgress(float value)=0;
	virtual ~IProgress(){}
};


class FileSplitter
{
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;

	List<IProgress*>  m_iprogressList; // 抽象通知机制，支持多个观察者
	
public:
	FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber) :
		m_filePath(filePath), 
		m_fileNumber(fileNumber) {
	}


	void split(){

		//1.读取大文件

		//2.分批次向小文件写入
		for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
			//...
			// 进度展示
			float progressValue = m_fileNumber;
			progressValue = (i + 1) / progressValue;
			onProgress(progressValue);  // 发送通知
        }

	}

// **********不管添加多少个观察者，以下的结构稳定不变
	void addIProgress(IProgress* iprogress){
		m_iprogressList.add(iprogress);
	}

	void removeIProgress(IProgress* iprogress){
		m_iprogressList.remove(iprogress);
	}


protected:
	virtual void onProgress(float value) {
		
		List<IProgress*>::iterator itor = m_iprogressList.begin();

		while (itor != m_iprogressList.end())
			(*itor)->DoProgress(value); // 更新进度，多态，可以是bar，可以是console cout等等
			itor++;
		}
	}
};
// **********不管添加多少个观察者，以上的结构稳定不变

// 继承Iprogress，需要实现DoProgress，从而自定义进度显示
class MainForm : public Form, public IProgress
{
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;

	ProgressBar* progressBar;

public:
	void Button1_Click(){

		string filePath = txtFilePath->getText();
		int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());

		ConsoleNotifier cn;

		FileSplitter splitter(filePath, number);

        // 两个进度展示：一个是setValue为prograssBar，另一个是console cout
		splitter.addIProgress(this); // 观察者1
		splitter.addIProgress(&cn); // 观察者2

		splitter.split();

		splitter.removeIProgress(this);

	}

	virtual void DoProgress(float value) {
		progressBar->setValue(value);
	}
};

// 定义一个新类，这是一个新的观察者，新增进度显示的种类
class ConsoleNotifier : public IProgress {
public:
	virtual void DoProgress(float value){
		cout << ".";
	}
};