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设计模式(16) 观察者模式（OBSERVER）C++实现

2024-07-02 02:25:31   224人阅读

意图：

定义对象间的一种一对多的依赖关系，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被自动更新。

动机：

将一个系统设计成一系列相互协作的类有一个常见的副作用：需要维护相关对象之间的一致性。

观察者模式定义一种交互，即发布-订阅：

  • 一个对象当自身状态发生改变时，会发出通知，但是并不知道谁是他的接收者，但每个接收者都会接收到通知，这些接受者称为观察者。
  • 作为对通知的响应，每个观察者都将查询目标状态，然后改变自身的状态以和目标状态进行同步。

使用场景：

  • 使对象封装为独立的改变和使用；
  • 一个对象改变同时需要改变其它对象，而不知道具体有多少对象需要改变；
  • 不希望对象是紧耦合的。

结构：

参与者：

Subject：目标，知道它的观察者，提供注册和删除观察者对象的接口

Observer：观察者，为那些在目标发生改变时需获得通知的对象定义一个更新接口

ConcreteSubject：具体目标，存储对象状态，状态改变时，向各个观察者发出通知

ConcreteObserver：具体观察者，维护一个指向ConcreteSubject对象的引用，存储有关状态，实现更新接口update，使自身状态与目标的状态保持一致

优缺点：

1 目标和观察者之间松耦合

2 支持广播通信：Subject发送的通知不需要指定它的接受者。通知被自动广播给所有已向该目标对象登记的有关对象。

3 意外的更新：看似无害的操作可能会引起观察者错误的更新。

示例代码：

  1 /*
  2  * 观察者模式
  3  * 情景：高数课，ABCD四位同学，A是好学生，去上课，B在寝室睡觉，C在网吧打游戏，D在学校外陪女友逛街
  4  * 他们约定，如果要点名了，A在QQ群里吼一声，他们立刻赶到教室去。
  5  * 采用观察者模式实现这个情景的应用。
  6  */
  7 
  8 #include <iostream>
  9 #include <string>
 10 #include <list>
 11 
 12 class Observer;
 13 
 14 class Subject{
 15 public:
 16     virtual ~Subject() {};
 17     virtual void registerObsvr(Observer* obsvr) = 0;
 18     virtual void removeObsvr(Observer* obsvr) = 0;
 19     virtual void notifyObsvrs(const std::string &msg) = 0;
 20 };
 21 class Observer {
 22 public:
 23     virtual ~Observer() {};
 24     virtual void Update(const std::string &msg)= 0;
 25     virtual std::string getName() = 0;
 26 protected:
 27     Observer(){};
 28 };
 29 
 30 // -------------------------------------------------
 31 class QQGroup : public Subject {
 32 public:
 33     QQGroup() { _observers = new std::list<Observer*>(); }
 34     void registerObsvr(Observer* obsvr);
 35     void removeObsvr(Observer* obsvr);
 36     void notifyObsvrs(const std::string &msg);
 37 private:
 38     std::list<Observer*> *_observers;
 39 };
 40 
 41 void QQGroup::registerObsvr(Observer* obsvr) {
 42     _observers->push_back(obsvr);
 43 }
 44 
 45 void QQGroup::removeObsvr(Observer* obsvr) {
 46     if (_observers->size() > 0)
 47         _observers->remove(obsvr);
 48 }
 49 void QQGroup::notifyObsvrs( const std::string &msg) {
 50     std::cout << "群消息：" << msg << std::endl;
 51     std::list<Observer*>::iterator iter
 52         = _observers->begin();
 53     for ( ;iter != _observers->end(); iter++ ) {
 54         (*iter)->Update(msg);
 55     }
 56 }
 57 
 58 // ------------------------------------------------
 59 class RoomMate : public Observer {
 60 public:
 61     RoomMate(std::string name, std::string now ,std::string action)
 62     {
 63         _name = name;
 64         _action = action;
 65         _now = now;
 66     };
 67     void Update( const std::string &msg);
 68     std::string getName();
 69 private:
 70     std::string _name;
 71     std::string _action;
 72     std::string _now;
 73 };
 74 
 75 std::string RoomMate::getName() {
 76     return _name;
 77 }
 78 
 79 void RoomMate::Update(const std::string &msg) {
 80     std::cout<< "This is " << _name << std::endl;
 81     if ( msg == "点名了" )
 82         std::cout << "Action: " << _action
 83         << std::endl << std::endl;
 84     else
 85         std::cout << "Go on：" << _now
 86         << std::endl << std::endl ;
 87 }
 88 
 89 //测试代码
 90 int main()
 91 {
 92     RoomMate* B = new RoomMate("B",
 93         "sleeping",
 94         "get dressed and run to classroom");
 95     RoomMate* C = new RoomMate("C",
 96         "playing games",
 97         "pay the fee and run to classroom");
 98     RoomMate* D = new RoomMate("D",
 99         "shopping with girl friend",
100         "go back to school and be worried about girl friend‘s angry");
101 
102     QQGroup* qqgroup = new QQGroup();
103     qqgroup->registerObsvr(B);
104     qqgroup->registerObsvr(C);
105     qqgroup->registerObsvr(D);
106 
107     qqgroup->notifyObsvrs("目前没点名");
108     qqgroup->notifyObsvrs("点名了");
109 
110     system("Pause");
111     return 0;
112 }

 

运行截图

 

相关模式：

中介者模式：通过封装负责的更新条件来实现对象间的交互

观察者模式：使用广播-接收模式实现对象间的交互，不需要维护一个复杂的中介者类

 

 

参考资料：

《设计模式:可复用面向对象软件的基础》

设计模式----观察者模式（C++）


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