文章目录
- 观察者模式(Observer Pattern)概述
- 观察者模式UML图
- 作用:
- 实现对象间的解耦
- 支持一对多的依赖关系
- 易于维护和扩展
- 观察者模式的结构
- 抽象主题(Subject):
- 具体主题(Concrete Subject):
- 抽象观察者(Observer):
- 具体观察者(Concrete Observer):
- C++ 代码示例1
- C++代码示例2
观察者模式(Observer Pattern)概述
定义:
观察者模式又被称作发布 - 订阅模式,它是一种行为型设计模式。在这种模式中,存在一个被观察的对象(主题,Subject)以及多个对该主题状态变化感兴趣的观察者(Observer)对象。当主题的状态发生改变时,它会主动通知所有已注册的观察者,观察者们可以根据收到的通知做出相应的响应,从而实现对象之间的一种松耦合的交互关系。
观察者模式:定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听同一主题对象,当这个主题对象发生变化时,能够通知到所有观察者,使他们能够自动更新自己
观察者模式UML图
作用:
实现对象间的解耦
主题对象和观察者对象之间相互依赖的关系比较松散,主题只负责在自身状态改变时通知观察者,而不用关心观察者具体会做什么操作;观察者也只需要关注主题的通知,不用了解主题内部状态变化的具体实现细节,这样使得它们可以独立地进行修改和扩展,降低了代码的耦合度。
支持一对多的依赖关系
一个主题可以有多个观察者关注它的状态变化,当主题状态更新时,能同时通知到所有相关的观察者,方便实现一些需要多方响应的业务场景,比如在一个股票交易系统中,当某支股票价格变化(主题状态改变),多个关注该股票的股民客户端(观察者)都能及时收到通知并做出相应决策。
易于维护和扩展
如果要新增观察者或者改变主题的通知逻辑等,相对来说比较容易实现,对其他部分的代码影响较小,能够灵活应对业务需求的变化。
观察者模式的结构
抽象主题(Subject):
它定义了注册、移除观察者以及通知观察者等方法的接口,维护了一个观察者列表,用于记录所有注册的观察者对象,当自身状态改变时,通过调用通知方法来告知所有观察者。
具体主题(Concrete Subject):
实现了抽象主题中定义的接口,具体管理观察者的注册和移除操作,并且在自身内部状态发生变化时,按照约定的通知机制去通知所有已注册的观察者。它持有自身实际的业务数据和状态信息。
抽象观察者(Observer):
定义了一个更新(update)方法的接口,当接收到主题的通知时,具体的观察者实现类会通过这个方法来执行相应的业务逻辑,以对主题状态变化做出响应。
具体观察者(Concrete Observer):
实现了抽象观察者中定义的更新方法,在该方法中编写具体的业务逻辑,明确在收到主题通知后自身要进行的操作,比如更新界面显示、进行数据记录等操作。
C++ 代码示例1
以下是一个简单的基于观察者模式的示例代码,模拟一个气象站发布天气数据,多个客户端(观察者)接收并处理天气信息的场景:
#include <iostream>
#include <vector>
// 抽象观察者
class Observer
{
public:
virtual void update(float temperature, float humidity, float pressure) = 0;
};
// 抽象主题
class Subject
{
public:
virtual void registerObserver(Observer* o) = 0;
virtual void removeObserver(Observer* o) = 0;
virtual void notifyObservers() = 0;
};
// 具体主题,气象站数据
class WeatherData : public Subject
{
private:
float temperature;
float humidity;
float pressure;
std::vector<Observer*> observers;
public:
void registerObserver(Observer* o)
{
observers.push_back(o);
}
void removeObserver(Observer* o)
{
for (std::vector<Observer*>::iterator it = observers.begin(); it!= observers.end(); ++it)
{
if (*it == o)
{
observers.erase(it);
break;
}
}
}
void notifyObservers()
{
for (std::vector<Observer*>::iterator it = observers.begin(); it!= observers.end(); ++it)
{
(*it)->update(temperature, humidity, pressure);
}
}
void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure)
{
this->temperature = temperature;
this->humidity = humidity;
this->pressure = pressure;
notifyObservers();
}
};
// 具体观察者,例如手机客户端显示天气数据
class MobileApp : public Observer
{
private:
float temperature;
float humidity;
float pressure;
public:
void update(float temperature, float humidity, float pressure)
{
this->temperature = temperature;
this->humidity = humidity;
this->pressure = pressure;
display();
}
void display()
{
std::cout << "Mobile App: Temperature = " << temperature << "°C, Humidity = " << humidity << "%, Pressure = " << pressure << "hPa" << std::endl;
}
};
// 另一个具体观察者,网页端显示天气数据
class WebPage : public Observer
{
private:
float temperature;
float humidity;
float pressure;
public:
void update(float temperature, float humidity, float pressure)
{
this->temperature = temperature;
this->humidity = humidity;
this->pressure = pressure;
showData();
}
void showData()
{
std::cout << "Web Page: Temperature = " << temperature << "°C, Humidity = " << humidity << "%, Pressure = " << pressure << "hPa" << std::endl;
}
};
int main()
{
WeatherData weatherData;
MobileApp mobileApp;
WebPage webPage;
weatherData.registerObserver(&mobileApp);
weatherData.registerObserver(&webPage);
weatherData.setMeasurements(25.0, 60.0, 1013.0);
weatherData.removeObserver(&mobileApp);
weatherData.setMeasurements(26.0, 55.0, 1015.0);
return 0;
}
在上述代码中:
Observer是抽象观察者,规定了update方法接口,用于接收主题状态变化的通知并处理。
Subject是抽象主题,定义了注册、移除观察者以及通知观察者等相关接口。
WeatherData作为具体主题,管理着观察者列表,当调用setMeasurements方法改变内部天气数据状态时,会通过notifyObservers方法通知所有已注册的观察者。
MobileApp和WebPage是具体观察者,实现了update方法,在接收到气象站(主题)的通知后,各自通过不同的显示方法(display和showData)来展示更新后的天气数据。在main函数中演示了观察者的注册、主题状态更新通知以及观察者移除等操作流程,体现了观察者模式的基本应用场景。
C++代码示例2
//观察者
#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//观察者模式(Observer),又叫发布-订阅模式(Publish/Subscribe),定义对象间一种一对多的依赖关系,
//使得每当一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新
class USER
{
public:
virtual void Update(){}
};
class USERLI:public USER
{
void Update()
{
cout<<"我是小李,我去看华为博客了"<<endl;
}
};
class USERWANG:public USER
{
void Update()
{
cout<<"我是小王,我去看华为博客了"<<endl;
}
};
class BLOG
{
public:
list<USER*> m_list;//保存观察者(就是关注我博客的用户)
//记录观察者
void AddUser(USER *p_user)
{
m_list.push_back(p_user);
}
void ReMoveUser(USER *p_user)
{
m_list.remove(p_user);
}
//开始通知所有我的观察者
void NotiFy()
{
list<USER*>::iterator itr = m_list.begin();
for(;itr!=m_list.end();++itr)
{
(*itr)->Update();
}
}
};
//华为博客
class BLOG_HUAWEI:public BLOG
{
public:
void WriteBlogOk()
{
NotiFy();
}
};
int main()
{
BLOG_HUAWEI huawei;
USERLI *xiaoli = new USERLI();
USERWANG *xiaowang =new USERWANG();
huawei.AddUser(xiaowang);
huawei.AddUser(xiaoli);
huawei.WriteBlogOk();//这个时间点触发通知
return 0;
}