观察者模式

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。


Defination

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(Subject)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。


Structure


Impletation

考虑这样一个场景,我们需要对一个大文件分割成若干个小文件。在一个界面上选择文件,并填写文件的分割数目。

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/*MainForm.cpp*/
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.cpp */
class FileSplitter
{
string m_filePath;
int m_fileNumber;
ProgressBar* m_progressBar;
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.分批次向小文件中写入
for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
//...
float progressValue = m_fileNumber;
progressValue = (i + 1) / progressValue;
m_progressBar->setValue(progressValue);
}
}
};

假如我们需要添加一个进度条,用来显示分割的进度,以上的实现违背了依赖倒置原则,上层的文件分割器的依赖进度条的实现细节,此时就需要观察者模式了。

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/*MainForm.cpp*/
class MainForm : public Form, public IProcess
{
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);
splitter.addProcess(this);
splitter.addProcess(&cn);
splitter.split();
splitter.removeProcess(this);
}
virtual void DoProcess(float value) {
progressBar->setValue(value);
}
};
class ConsoleNotifier : public IProcess {
public:
virtual void DoProcess(float value) {
cout << ".";
}
}
/* FileSplitter.cpp */
class IProcess {
public:
virtual void DoProcess(float value) = 0;
virtual ~IProcess() {}
}
class FileSplitter
{
string m_filePath;
int m_fileNumber;
vector<IProcess *> processVector;
public:
FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber) :
m_filePath(filePath),
m_fileNumber(fileNumber) {
}
void split() {
//1.读取大文件
//2.分批次向小文件中写入
for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
//...
float progressValue = m_fileNumber;
progressValue = (i + 1) / progressValue;
doProcess(progressValue);
}
}
void addProcess(IProcess * process) {
if (process != NULL) {
processVector.push_back(process);
}
}
void removeProcess(IProcess *process) {
if (process != NULL) {
processVector.erase(process);
}
}
protected:
void doProcess(float value) {
// 发布通知
for (auto it = processVector.begin(); it != processVector.end(); ++it) {
(*it)->DoProcess(value);
}
}
};


Summary

  • 使用面向对象的抽象,Observer模式使得我们可以独立地改变目标与观察者,从而使二者之间的依赖关系达致松耦合。
  • 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。
  • 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。
  • Observer模式是基于事件的UI框架中非常常用的设计模式,也是MVC模式的一个重要组成部分。