Observer 观察者

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

一致性，松耦合

需要维护相关对象间的一致性。我们不希望为了维持一致性而使各类紧密耦合，因为这样降低了它们的可重用性。

比如：Excel中制作测试数据的折线图、饼状图和柱状图，以直观的表现出性能的变化。在实际操作时，我发现，如果我修改了一个数据，折线图、饼状图和柱状图就都发生了变换。

这一模式中的关键对象是目标(subject)和观察者(observer)。一个目标可以有任意数目的依赖它的观察者。一旦目标的状态发生改变 , 所有的观察者都得到通知。作为对这个通知的响应，每个观察者都将查询目标以使其状态与目标的状态同步。

这种交互也称为发布－订阅（publish-subscribe） 。目标是通知的发布者。它发出通知时并不需知道谁是它的观察者。可以有任意数目的观察者订阅并接收通知。

适用性

在以下任一情况下可以使用观察者模式 :

• 当一个抽象模型有两个方面 , 其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。
• 当对一个对象的改变需要同时改变其它对象 , 而不知道具体有多少对象有待改变。
• 当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁。换言之 , 你不希望这些对象是紧密耦合的。

结构

参与者

Subject

• 目标知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一个目标。
• 提供注册和删除观察者对象的接口。

Observer

• 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

• 将有关状态存入各ConcreteObserver对象。
• 当它的状态发生改变时, 向它的各个观察者发出通知。

ConcreteObserver

• 维护一个指向ConcreteSubject对象的引用。
• 存储有关状态，这些状态应与目标的状态保持一致。
• 实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。

协作

1. 当ConcreteSubject发生任何可能导致其观察者与其本身状态不一致的改变时，它将通知它的各个观察者；
2. 在得到一个具体目标的改变通知后，ConcreteObserver对象可向目标对象查询信息。ConcreteObserver使用这些信息以使它的状态与目标对象的状态一致。

实现

  1 #include <iostream>
  2 #include <list>
  3 using namespace std;
  4
  5 class Observer
  6 {
  7 public:
  8      virtual void Update(int) = 0;
  9 };
 10
 11 class Subject
 12 {
 13 public:
 14      virtual void Attach(Observer *) = 0;
 15      virtual void Detach(Observer *) = 0;
 16      virtual void Notify() = 0;
 17 };
 18
 19 class ConcreteObserver : public Observer
 20 {
 21 public:
 22      ConcreteObserver(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){}
 23
 24      void Update(int value)
 25      {
 26           cout<<"ConcreteObserver get the update. New State:"<<value<<endl;
 27      }
 28
 29 private:
 30      Subject *m_pSubject;
 31 };
 32
 33 class ConcreteObserver2 : public Observer
 34 {
 35 public:
 36      ConcreteObserver2(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){}
 37
 38      void Update(int value)
 39      {
 40           cout<<"ConcreteObserver2 get the update. New State:"<<value<<endl;
 41      }
 42
 43 private:
 44      Subject *m_pSubject;
 45 };
 46
 47 class ConcreteSubject : public Subject
 48 {
 49 public:
 50      void Attach(Observer *pObserver);
 51      void Detach(Observer *pObserver);
 52      void Notify();
 53
 54      void SetState(int state)
 55      {
 56           m_iState = state;
 57      }
 58
 59 private:
 60      std::list<Observer *> m_ObserverList;
 61      int m_iState;
 62 };
 63
 64 void ConcreteSubject::Attach(Observer *pObserver)
 65 {
 66      m_ObserverList.push_back(pObserver);
 67 }
 68
 69 void ConcreteSubject::Detach(Observer *pObserver)
 70 {
 71      m_ObserverList.remove(pObserver);
 72 }
 73
 74 void ConcreteSubject::Notify()
 75 {
 76      std::list<Observer *>::iterator it = m_ObserverList.begin();
 77      while (it != m_ObserverList.end())
 78      {
 79           (*it)->Update(m_iState);
 80           ++it;
 81      }
 82 }
 83
 84 int main()
 85 {
 86      // Create Subject
 87      ConcreteSubject *pSubject = new ConcreteSubject();
 88
 89      // Create Observer
 90      Observer *pObserver = new ConcreteObserver(pSubject);
 91      Observer *pObserver2 = new ConcreteObserver2(pSubject);
 92
 93      // Change the state
 94      pSubject->SetState(2);
 95
 96      // Register the observer
 97      pSubject->Attach(pObserver);
 98      pSubject->Attach(pObserver2);
 99
100      pSubject->Notify();
101
102      // Unregister the observer
103      pSubject->Detach(pObserver);
104
105      pSubject->SetState(3);
106      pSubject->Notify();
107
108      delete pObserver;
109      delete pObserver2;
110      delete pSubject;
111 }