1.观察者(Observer)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(目标对象)的状态发生改变,所有的依赖对象(观察者对象)都将得到通知。如果这样的依赖关系过于紧密,将会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松耦合。
2.观察者(Observer)模式定义
定义对象间的一种一对多(变化)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更新。举个例子来说,我每次更新了公众号文章后,作为公众号的关注者,然后你会在第一时间收到推送信息。如果你觉得文章质量不错,也许会给作者来个一键三连。换句话,每当更新公众号文章这个动作发生后,可能会引起关注者一键三连行为。因此,作者更新公众号文章这个动作并不是孤立存在的,而是与多个对象产生依赖关系的。
3.观察者(Observer)模式UML图
(1).Subject(抽象被观察者):定义了一个观察者的集合,即一个被观察者可能会有多个观察者,通过attach()和detach()方法来增删观察者。被观察者中声明通知方法notify(),该方法用于当被观察者状态发生改变时通知观察者。(2).ConcreteSubject(具体被观察者):实现通知方法notify(),同时具体被观察者具有记录自身状态的属性和成员方法。
(3).Observer(抽象观察者):接收到被观察者状态发生改变的通知并做出反应,抽象被观察者中声明更新方法update()。
(4).ConcreteObserver(具体观察者):实现更新方法update(),具体观察者中维护了一个具体被观察者对象的引用,用于存储抽象被观察者的状态。
4.观察者(Observer)模式实战
下面以“吃鸡”这个游戏来举例说明观察者模式的应用,该游戏中当其中一个队友发现物资时,可以发出“我这里有物资”的消息。此时,其他队友收到后就会过去获取物资;当其中一个队友被敌人击倒后,可以发出“快救我”。此时,其他队友收到后就会赶过去救队友。
抽象观察者Observer中声明了发现物资和发出求救时的呼叫方法call(),具体观察者是吃鸡玩家Player,具体观察者中实现了call()方法。此外,Player中还定义了获取物资get()和救助队友help()两个方法。联盟中心AllyCenter是抽象被观察者,它维护了玩家列表PlayerList,并定义加入战队和踢出玩家方法。具体被观察者是联盟中心控制器AllyCenterController,它实现了notify()方法,此方法用于将吃鸡玩家call()方法中传递的消息发送给玩家列表的其他队友,并做出响应。
/* common.h */ #ifndef __COMMON_H__ #define __COMMON_H__ enum INFO_TYPE{ NONE, RESOURCE, HELP }; #endif /* AllyCenter.h */ #ifndef __ALLYCENTER_H__ #define __ALLYCENTER_H__ #include "common.h" #include <vector> // 前向声明 class Observer; class Player; // 抽象目标:联盟中心 class AllyCenter { public: AllyCenter(); // 声明通知方法 virtual void notify(INFO_TYPE infoType, std::string name) = 0; // 加入玩家 void join(Observer* player); // 踢出玩家 void remove(Observer* player); protected: // 玩家列表 std::vector<Observer*>playerList; }; // 具体目标 class AllyCenterController :public AllyCenter { public: AllyCenterController(); // 实现通知方法 void notify(INFO_TYPE infoType, std::string name); }; #endif /* Observer.h */ #ifndef __OBSERVER_H__ #define __OBSERVER_H__ #include <iostream> using namespace std; #include "common.h" #include "AllyCenter.h" // 抽象观察者 Observer class Observer { public: Observer(){} // 声明抽象方法 virtual void call(INFO_TYPE infoType, AllyCenter* ac) = 0; string getName(){ return name; } void setName(string iName){ this->name = iName; } private: string name; }; // 具体观察者 class Player :public Observer { public: Player(){ setName("none"); } Player(string iName){ setName(iName); } // call()具体实现 void call(INFO_TYPE infoType, AllyCenter* ac){ switch (infoType){ case RESOURCE: printf("%s: 发现物资,快来~\n", getName().c_str()); break; case HELP: printf("%s: 救救我~\n", getName().c_str()); break; default: printf("Everything is ok!\n"); } ac->notify(infoType, getName()); } // 救助队友方法help() void help(){ printf("%s: 坚持住,马上赶来救你!\n", getName().c_str()); } // 获取物资方法get() void get(){ printf("%s: 已收到,马上过来分享物资!\n", getName().c_str()); } }; #endif /* AllyCenter.cpp */ #include "AllyCenter.h" #include "Observer.h" AllyCenter::AllyCenter(){ printf("大吉大利,今晚吃鸡!\n"); } // 加入玩家 void AllyCenter::join(Observer* player){ if (playerList.size() == 4){ printf("吃鸡玩家已满!\n"); return; } printf("玩家 %s 正在加入中......\n", player->getName().c_str()); playerList.push_back(player); if (playerList.size() == 4){ printf("组队成功,马上开局!\n"); } } // 剔除玩家 void AllyCenter::remove(Observer* player){ printf("玩家%s退出房间\n", player->getName().c_str()); } AllyCenterController::AllyCenterController(){ } // 实现通知方法 void AllyCenterController::notify(INFO_TYPE infoType, std::string name){ switch (infoType){ case RESOURCE: for (Observer* obj : playerList){ if (obj->getName() != name){ ((Player*)obj)->get(); } } break; case HELP: for (Observer* obj : playerList){ if (obj->getName() != name){ ((Player*)obj)->help(); } } break; default: printf("Everything is ok!\n"); } } /* main.cpp*/ #include "Observer.h" #include "AllyCenter.h" // 客户端程序 int main() { // 创建一个战队 AllyCenterController* controller = new AllyCenterController(); // 创建4个吃鸡玩家,并加入战队 Player* CurryCoder = new Player("CurryCoder"); Player* Durant = new Player("Durant"); Player* Harden = new Player("Harden"); Player* James = new Player("James"); controller->join(CurryCoder); controller->join(Durant); controller->join(Harden); controller->join(James); printf("\n\n"); // CurryCoder发现物资,呼叫队友 CurryCoder->call(RESOURCE, controller); printf("\n\n"); // Durant需要求救 Durant->call(HELP, controller); printf("\n\n"); return 0; }
5.观察者(Observer)模式总结
(1).使用面向对象的抽象,观察者(Observer)模式使得我们可以独立地改变目标与观察者,从而使两者之间的依赖关系达到松耦合。
(2).目标发送通知时,无需指定观察者,通知(可以携带通知信息作为参数)会自动传播。
(3).观察者自己决定是否需要订阅通知,目标对象对此一无所知;
(4).观察者(Observer)模式是基于事件的UI框架中十分常用的设计模式,也是MVC模式的一个重要组成部分。