c++ 设计模式5 （Observer / Event 观察者模式）

3.3 观察者模式 （Observer）/发布-订阅模式

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）都能得到通知。如果这样的依赖关系过于紧密，将使得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。

 

代码示例： 文件分割器，添加处理过程进度展示功能。

第一种方法：

分析代码：违背依赖倒置原则

第6行： ProgressBar作为实现细节（表现形式可以多样变化，如图形界面，数字显示等）。其扮演的角色和任务是通知。

将通知的任务不用控件方式（太过细节）实现。

 

第二种方法：（重构第一种）

添加 IProgress类，作为抽象的通知机制，即观察者（订阅者）。观察者内含有更新方法DoProgress()。具体观察者（MainForm/ConsoleNotifier）继承该类，实现各自更新功能。

FileSplitter作为被观察对象（对象/发布者），其中含有抽象通知机制IProgress指针，利用DoProgress()方法进行通知。

即对象（发布者）不必考虑观察者情况，自动进行通知（发布）工作；

观察者（订阅者）根据自身实际情况选择是否订阅或如何处理通知。

同时考虑多个观察者问题添加List<IProgress*>。

 1 //FileSplitter1.cpp
 2 class FileSplitter
 3 {
 4     string m_filePath;
 5     int m_fileNumber;
 6     ProgressBar* m_progressBar; 
 7 
 8 public:
 9     FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, ProgressBar* progressBar) :
10         m_filePath(filePath), 
11         m_fileNumber(fileNumber),
12         m_progressBar(progressBar){
13 
14     }
15 
16     void split(){
17 
18         //1.读取大文件
19 
20         //2.分批次向小文件中写入
21         for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
22             //...
23             float progressValue = m_fileNumber;
24             progressValue = (i + 1) / progressValue;
25             m_progressBar->setValue(progressValue);
26         }
27 
28     }
29 
30 // MainForm1.cpp
31 class MainForm : public Form
32 {
33     TextBox* txtFilePath;
34     TextBox* txtFileNumber;
35     ProgressBar* progressBar;
36 
37 public:
38     void Button1_Click(){
39 
40         string filePath = txtFilePath->getText();
41         int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
42 
43         FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);
44 
45         splitter.split();
46 
47     }
48 };

第二种方法：

 1 //FileSplitter2.cpp
 2 class IProgress{
 3 public:
 4     virtual void DoProgress(float value)=0;
 5     virtual ~IProgress(){}
 6 };
 7 
 8 
 9 class FileSplitter
10 {
11     string m_filePath;
12     int m_fileNumber;
13 
14     List<IProgress*>  m_iprogressList; // 抽象通知机制，支持多个观察者
15     
16 public:
17     FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber) :
18         m_filePath(filePath), 
19         m_fileNumber(fileNumber){
20 
21     }
22 
23 
24     void split(){
25 
26         //1.读取大文件
27 
28         //2.分批次向小文件中写入
29         for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
30             //...
31 
32             float progressValue = m_fileNumber;
33             progressValue = (i + 1) / progressValue;
34             onProgress(progressValue);//发送通知
35         }
36 
37     }
38 
39 
40     void addIProgress(IProgress* iprogress){
41         m_iprogressList.push_back(iprogress);
42     }
43 
44     void removeIProgress(IProgress* iprogress){
45         m_iprogressList.remove(iprogress);
46     }
47 
48 
49 protected:
50     virtual void onProgress(float value){
51         
52         List<IProgress*>::iterator itor=m_iprogressList.begin();
53 
54         while (itor != m_iprogressList.end() )
55             (*itor)->DoProgress(value); //更新进度条
56             itor++;
57         }
58     }
59 };
60 
61 //MainForm2.cpp
62 class MainForm : public Form, public IProgress
63 {
64     TextBox* txtFilePath;
65     TextBox* txtFileNumber;
66 
67     ProgressBar* progressBar;
68 
69 public:
70     void Button1_Click(){
71 
72         string filePath = txtFilePath->getText();
73         int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
74 
75         ConsoleNotifier cn;
76 
77         FileSplitter splitter(filePath, number);
78 
79         splitter.addIProgress(this); //订阅通知
80         splitter.addIProgress(&cn)； //订阅通知
81 
82         splitter.split();
83 
84         splitter.removeIProgress(this);
85 
86     }
87 
88     virtual void DoProgress(float value){
89         progressBar->setValue(value);
90     }
91 };
92 
93 class ConsoleNotifier : public IProgress {
94 public:
95     virtual void DoProgress(float value){
96         cout << ".";
97     }
98 };

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。

类图：

Observer:  IProgress； Update()：DoProgress() .

ConcreteSubject: FileSplitter

ConcreteObserver: Mainform / ConsoleNotifier

根据标准的Observer模式定义，也可将addIProgress，removeProgress，onProgress单独定义类（Subject），再将FileSplitter(ConcreteSubject)继承此类。

上述方法2 相当于将类图中的Subject 和 ConcreteSubject合二为一。

 

要点总结：

1.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到松耦合。

 

2.目标发送通知时，无需指定观察者，通知会（可以携带通知信息作为参数）自动传播。 

   onProgress(progressValue);//发送通知，无需考虑具体的观察者问题。

 

3.观察者自己决定是否订阅通知，目标对象对此一无所知。

79 splitter.addIProgress(this); //订阅通知

80 splitter.addIProgress(&cn)； //订阅通知

 

4.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。