设计模式4-观察者模式

设计模式4-观察者模式

  • 1.动机
  • 2.模式定义
  • 3.例子:文件分割器
    • 需求:进度条展示
      • 普通方法
      • 存在问题
      • 改进
    • 需求:多个进度条-观察者模式
  • 4.完整的观察者模式
  • 5.要点总结

1.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)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。

2.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(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。
——《设计模式》GoF

3.例子:文件分割器

首先要做一个界面类,包括文件路径以及文件的分割个数,按钮点击时收集路径、个数,调用分割方法

class MainForm : public Form
{
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;

public:
	void Button1_Click(){
		string filePath = txtFilePath->getText();
		int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
		FileSplitter splitter(filePath, number);
		splitter.split();
	}
};

文件分割类:两个成员变量负责文件路径与个数,构造器给文件赋值,分割文件方法

class FileSplitter
{
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;

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++){
			//...

需求:进度条展示

比如说将文件分割成10个部分,用一个进度条展示

普通方法

增加一个进度条控件

class MainForm : public Form
{
     
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;
	ProgressBar* progressBar;//进度条 

public:
	void Button1_Click(){
     
		string filePath = txtFilePath->getText();
		int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
		FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);
		splitter.split();
	}
};

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;//更新进度条 
			m_progressBar->setValue(progressValue);
		}
	}
};

存在问题

违背依赖倒置原则:抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化)。题中的文件分割器依赖进度条的细节,可能以后会被改为label等等不同的方式。依赖倒置原则告诉我们不要去依赖A而去依赖A的抽象基类,但是不能单纯找基类。

改进

分析改进思路:m_progressBar是一个控件来进行通知,我们可以用抽象的方式来通知而不依赖具体控件

class IProgress{
     
public:
	virtual void DoProgress(float value)=0;
	virtual ~IProgress(){
     }
};

class FileSplitter
{
     
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;
	//ProgressBar* m_progressBar;	//通知控件
	IProgress* m_iprogress;			//抽象通知
public:
	FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, IProgress* m_iprogress) :
		m_filePath(filePath), 
		m_fileNumber(fileNumber),
		m_iprogress(iprogress){
     
	}

	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; 
			onProgress(progressValue);//发送通知
		}
	}
protected:
	virtual void onProgress(float value){
     //virtual可供子类改写
		if(m_iprogress!=nullptr)
			m_iprogress->DoProgress(value);
	}
};
class MainForm : public Form,public IProgress
{
     
	TextBox* txtFilePath;
	TextBox* txtFileNumber;
	ProgressBar* progressBar;//进度条 

public:
	void Button1_Click(){
     
		string filePath = txtFilePath->getText();
		int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
		FileSplitter splitter(filePath, number, this);//当前mainform对象指针,实现IProgress接口
		splitter.split();
	}
	virtual void DoProgress(float value){
     
		progressBar->setValue(value);
	}
};

此时文件分割类不再耦合界面类,可以独立编译,本需求解决

需求:多个进度条-观察者模式

首先新设计一个ConsoleNotifier类管理所有通知,实现IProgress 接口

class ConsoleNotifier : public IProgress {
     
public:
	virtual void DoProgress(float value){
     
		cout << ".";
	}
};

为了支持多个可以将IProgress* m_iprogress;用链表装入List m_iprogressList; // 抽象通知机制,支持多个观察者,那么就需要对链表操作插入与删除

	void addIProgress(IProgress* iprogress){
     
		m_iprogressList.push(iprogress);
	}

	void removeIProgress(IProgress* iprogress){
     
		m_iprogressList.remove(iprogress);
	}

对于更新进度条需要拿到链表迭代器逐个更新

virtual void onProgress(float value){
     
		
		List<IProgress*>::iterator itor=m_iprogressList.begin();
		while (itor != m_iprogressList.end() )
			(*itor)->DoProgress(value); //更新进度条
			itor++;
		}
	}

4.完整的观察者模式

文件分割器

class IProgress{
     
public:
	virtual void DoProgress(float value)=0;
	virtual ~IProgress(){
     }
};


class FileSplitter
{
     
	string m_filePath;
	int m_fileNumber;

	List<IProgress*>  m_iprogressList; // 抽象通知机制,支持多个观察者
	
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;
			onProgress(progressValue);//发送通知
		}

	}


	void addIProgress(IProgress* iprogress){
     
		m_iprogressList.push_back(iprogress);
	}

	void removeIProgress(IProgress* iprogress){
     
		m_iprogressList.remove(iprogress);
	}


protected:
	virtual void onProgress(float value){
     
		
		List<IProgress*>::iterator itor=m_iprogressList.begin();

		while (itor != m_iprogressList.end() )
			(*itor)->DoProgress(value); //更新进度条
			itor++;
		}
	}
};

界面代码如下

class MainForm : public Form, public IProgress
{
     
	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.addIProgress(this); //订阅通知
		splitter.addIProgress(&cn)//订阅通知

		splitter.split();

		splitter.removeIProgress(this);

	}

	virtual void DoProgress(float value){
     
		progressBar->setValue(value);
	}
};

class ConsoleNotifier : public IProgress {
     
public:
	virtual void DoProgress(float value){
     
		cout << ".";
	}
};

5.要点总结

设计模式4-观察者模式_第1张图片

  • 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。
    (重点是抽象的依赖关系)

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