Observer模式

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。

• 设计

Observer 模式要解决的问题为： 建立一个 Subject对多个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。 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。该设计模式结构图如下：

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）。

Observer 模式也称为发布---------订阅（ publish-subscribe），目标就是通知的发布者，观察者则是通知的订阅者（接受通知）。

•  实现

在Observer 模式的实现中， Subject 维护一个 list 作为存储其所有观察者的容器。每调用Notify操作就遍历list中的Observer对象， 并广播通知改变状态（调用Observer 的 Update操作）。 目标的状态 state 可以由 Subject 自己改变， 也可以由 Observer 的某个操作引起 state 的改变（可调用 Subject 的 SetState 操作）。 Notify 操作可以由 Subject 目标主动广播（示例），也可以由 Observer 观察者来调用（利用Observer维护一个指向Subject的指针）。运行示例程序， 可以看到当 Subject 处于状态“ old” 时候， 依赖于它的两个观察者都显示“ old”，当目标状态改变为“ new”的时候，依赖于它的两个观察者也都改变为“ new”。

1. subiect被观察者

• Subject.h

#include <iostream>
using namespace std;
#ifndef _SUBJECT_H_
#define _SUBJECT_H_
#include <list>
#include <string>
using namespace std;
typedef string State;
class Observer;
class Subject
{
  public:
   virtual ~Subject();
   virtual void Attach(Observer* obv);
   virtual void Detach(Observer* obv);
   virtual void Notify();
   virtual void SetState(const State& st) = 0;
   virtual State GetState() = 0;
  protected:
   Subject();
  private:
   list<Observer* >* _obvs;
};

class ConcreteSubject:public Subject
{
  public:
   ConcreteSubject();
   ~ConcreteSubject();
   State GetState();
   void SetState(const State& st);
  private:
   State _st;
};
#endif

• Subject.cpp

#include "Subject.h"
#include "Observer.h"
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
typedef string state;

Subject::Subject()
{ 
  //在模板的使用之前一定要 new，创建
  _ obvs = new list<Observer*>;
}
Subject::~Subject()
{ }
void Subject::Attach(Observer* obv)
{
  _obvs->push_front(obv);
}
void Subject::Detach(Observer* obv)
{
  if (obv != NULL)
  _obvs->remove(obv);
}
void Subject::Notify()
{
  list<Observer*>::iterator it;
  it = _obvs->begin();
  for (;it != _obvs->end();it++)
  {
   //关于模板和 iterator 的用法
   (*it)->Update(this);
  }
}

ConcreteSubject::ConcreteSubject()
{
  _st = '\0';
}

ConcreteSubject::~ConcreteSubject()
{ }

State ConcreteSubject::GetState()
{
  return _st;
}

void ConcreteSubject::SetState(const State& st)
{ 
  _st = st;
}

1.  观察者

• Observer.h

#ifndef _OBSERVER_H_
#define _OBSERVER_H_
#include "Subject.h"
#include <string>
using namespace std;
typedef string State;
class Observer
{
  public:
   virtual ~Observer();
   virtual void Update(Subject* sub) = 0;
   virtual void PrintInfo() = 0;
  protected:
   Observer();
   State _st;
  private:
};

class ConcreteObserverA:public Observer
{
  public:
   virtual Subject* GetSubject();
   ConcreteObserverA(Subject* sub);
   virtual ~ConcreteObserverA();
   //传入 Subject 作为参数，这样可以让一个
   View 属于多个的 Subject。
   void Update(Subject* sub);
   void PrintInfo();
  protected:
  private:
   Subject* _sub;
};

class ConcreteObserverB:public Observer
{
  public:
   virtual Subject* GetSubject();
   ConcreteObserverB(Subject* sub);
   virtual ~ConcreteObserverB();
   //传入 Subject 作为参数，这样可以让一个
   View 属于多个的 Subject。
   void Update(Subject* sub);
   void PrintInfo();
  private:
   Subject* _sub;
};
#endif

• ObserverA.cpp
   

#include "Observer.h"
#include "Subject.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
Observer::Observer()
{
   _st = '\0';
}
Observer::~Observer(){}
ConcreteObserverA::ConcreteObserverA(Subject* sub)
{
   _sub = sub;
   _sub->Attach(this);
}
ConcreteObserverA::~ConcreteObserverA()
{
   _sub->Detach(this);
   if (_sub != 0)
    delete _sub;
}
Subject* ConcreteObserverA::GetSubject()
{
   return _sub;
}
void ConcreteObserverA::PrintInfo()
{
   cout<<"ConcreteObserverA observer...."<<_sub->GetState()<<endl;
}
void ConcreteObserverA::Update(Subject* sub)
{
   _st = sub->GetState();
   PrintInfo();
}
ConcreteObserverB::ConcreteObserverB(Subject* sub)
{
   _sub = sub;
   _sub->Attach(this);
}

• ObserverB.cpp

ConcreteObserverB::~ConcreteObserverB()
{
    _sub->Detach(this);
if (_sub != 0)
{
    delete _sub;
}
Subject* ConcreteObserverB::GetSubject()
{
    return _sub;
}
void ConcreteObserverB::PrintInfo()
{
    cout<<"ConcreteObserverB observer...."<<_sub->GetState()<<endl;
}
void ConcreteObserverB::Update(Subject* sub)
{
    _st = sub->GetState();
    PrintInfo();
}

• main.cpp

#include "Subject.h"
#include "Observer.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc,char* argv[])
{
    ConcreteSubject* sub = new ConcreteSubject();

    Observer* o1 = new ConcreteObserverA(sub);

    Observer* o2 = new ConcreteObserverB(sub);

    sub->SetState("old");
    sub->Notify();

    sub->SetState("new");  // 也可由Observer调用
    sub->Notify();

    return 0;
}