[大话设计模式C++版] 第14章 老板回来,我不知道 —— 观察者模式

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双向耦合的代码

//Secretary.h 秘书类
#include <QList>

using namespace std;
class StockObserver;

class Secretary
{
private:
    QList<shared_ptr<StockObserver>> observers;
    QString action;

public:
    void Attach(shared_ptr<StockObserver> observer) {
        this->observers.append(observer);
    }
    void Notify() {
        for (int i = 0; i < this->observers.size(); i++) {
            this->observers[i]->Update();
        }
    }
    const QString &getAction() const {
        return action;
    }
    void setAction(const QString &newAction) {
        action = newAction;
    }
};

//StockObserver.h
#pragma execution_character_set("utf-8")
#include "Secretary.h"
#include <QDebug>

using namespace std;

class StockObserver
{
private:
    QString name;
    shared_ptr<Secretary> sub;

public:
    StockObserver(QString name, shared_ptr<Secretary> sub) {
        this->name = name;
        this->sub = sub;
    }
    void Update() {
        qDebug() << QString("%1 %2 关闭股票行情，继续工作！").arg(sub->getAction()).arg(name);
    }
};

//main.cpp
#pragma execution_character_set("utf-8")
#include "Secretary.h"
#include "StockObserver.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    //前台小姐童子喆
    shared_ptr<Secretary> tongzizhe(new Secretary());
    //看股票的同时
    shared_ptr<StockObserver> tongshi1(new StockObserver("魏关姹", tongzizhe));
    shared_ptr<StockObserver> tongshi2(new StockObserver("易管查", tongzizhe));

    //前台记下了两位同时
    tongzizhe->Attach(tongshi1);
    tongzizhe->Attach(tongshi2);
    //发现老板回来
    tongzizhe->setAction("老板回来了！");
    //通知两个同事
    tongzizhe->Notify();

    return 0;
}

运行结果：

老板回来了！ 魏关姹 关闭股票行情，继续工作！
老板回来了！ 易管查 关闭股票行情，继续工作！

Secretary类 和 StockObserver类 相互耦合，Secretary类 要增加观察者，StockObserver类 要前台的状态，如果需要增加NBA直播观察者，Secretary类 需要修改，违反了 开放-封闭原则。导致违 开放-封闭原则 的原因是没有遵守 依赖-倒转原则 ，我们应该让程序都依赖抽象，而不是相互依赖。

解耦实践一

//Observer.h 增加抽象观察者类
#include <QString>
#include <memory>

using namespace std;

class Secretary;

class Observer
{
protected:
    QString name;
    shared_ptr<Secretary> sub;
public:
    Observer(QString name, shared_ptr<Secretary> sub) {
        this->name = name;
        this->sub = sub;
    }
    virtual void Update() = 0;
};

//StockObserver.h 具体观察者
#pragma execution_character_set("utf-8")
#include "Observer.h"
#include "Secretary.h"
#include <QDebug>

using namespace std;

class StockObserver : public Observer
{
public:
    StockObserver(QString name, shared_ptr<Secretary> sub) : Observer(name, sub) {}
    void Update() {
        qDebug() << QString("%1 %2 关闭股票行情，继续工作！").arg(sub->getAction()).arg(name);
    }
};

//NBAObserver.h 具体观察者
#pragma execution_character_set("utf-8")
#include "Observer.h"
#include "Secretary.h"
#include <QDebug>

using namespace std;

class NBAObserver : public Observer
{
public:
    NBAObserver(QString name, shared_ptr<Secretary> sub) : Observer(name, sub) {}
    void Update() {
        qDebug() << QString("%1 %2 关闭NBA直播，继续工作！").arg(sub->getAction()).arg(name);
    }
};

//Secretary.h 前台类中的具体观察者类换成抽象观察者类
#include <QList>
#include "Observer.h"

using namespace std;

class Secretary
{
private:
    QList<shared_ptr<Observer>> observers;
    QString action;

public:
    void Attach(shared_ptr<Observer> observer) {
        this->observers.append(observer);
    }
    void Detach(shared_ptr<Observer> observer) {
        this->observers.removeOne(observer);
    }
    void Notify() {
        for (int i = 0; i < this->observers.size(); i++) {
            this->observers[i]->Update();
        }
    }
    const QString &getAction() const {
        return action;
    }
    void setAction(const QString &newAction) {
        action = newAction;
    }
};

StockObserver类 和 NBAObserver类 具体观察者类与 Secretary类 具体被观察者类耦合，违反了 依赖-倒转原则 原则，被观察者类也需要做成抽象类

解耦实践二

//Subject.h 抽象被观察者（抽象通知者）
#include "Observer.h"

using namespace std;

class Subject
{
protected:
    QString action;
public:
    virtual void Attach(shared_ptr<Observer> observer) = 0;
    virtual void Detach(shared_ptr<Observer> observer) = 0;
    virtual void Notify() = 0;
    const QString &getAction() const {
        return action;
    }
    void setAction(const QString &newAction) {
        action = newAction;
    }
};

//Boss.h 具体通知者
#include <QList>
#include "Subject.h"
#include "Observer.h"

class Boss : public Subject
{
private:
    QList<shared_ptr<Observer>> observers;
    QString action;
public:
    virtual void Attach(shared_ptr<Observer> observer) {
        this->observers.append(observer);
    }
    virtual void Detach(shared_ptr<Observer> observer) {
        this->observers.removeOne(observer);
    }
    virtual void Notify() {
        for (int i = 0; i < this->observers.size(); i++) {
            this->observers[i]->Update();
        }
    }
};

//Observer.h 抽象观察者
#include <QString>
#include <memory>

using namespace std;

class Subject;

class Observer
{
protected:
    QString name;
    shared_ptr<Subject> sub;
public:
    Observer(QString name, shared_ptr<Subject> sub) {
    	this->name = name;
        this->sub = sub;
    }
    virtual void Update() = 0;
};

//StockObserver.h 看股票的同事
#pragma execution_character_set("utf-8")
#include "Observer.h"
#include "Subject.h"

using namespace std;

class StockObserver : public Observer
{
public:
    StockObserver(QString name, shared_ptr<Subject> sub) : Observer(name, sub) {}
    virtual void Update() override {
        qDebug() << QString("%1 %2 关闭股票行情，继续工作！").arg(sub->getAction()).arg(name);
    }
};

//main.cpp 客户端代码
#pragma execution_character_set("utf-8")
#include "Secretary.h"
#include "StockObserver.h"
#include "NBAObserver.h"
#include "Boss.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    //老板胡汉三
    auto huhansan = shared_ptr<Boss>(new Boss());

    //看股票的同事
    auto tongshi1 = shared_ptr<StockObserver>(new StockObserver("魏关姹", huhansan));
    //看NBA的同事
    auto tongshi2 = shared_ptr<NBAObserver>(new NBAObserver("易管查", huhansan));

    huhansan->Attach(tongshi1);
    huhansan->Attach(tongshi2);

    huhansan->Detach(tongshi1);

    //老板回来
    huhansan->setAction("我胡汉三回来了！");
    //发出通知
    huhansan->Notify();

    return 0;
}

运行结果：

我胡汉三回来了！ 易管查 关闭NBA直播，继续工作！

代码结构图：

Observer观察者模式 [李建忠C++笔记]

“组件协作”模式

• 现代软件专业分工之后的第一个结果是“框架与应用程序的划分”，“组件协作”模式通过晚期绑定，来实现框架与应用程序之间的松耦合，是二者之间协作时常用的模式。
• 典型模式
  • Template Method
  • Strategy
  • Observer / Event

动机（Motivation）

• 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。

//MainForm.h
class MainForm : public Form, public IProgress
{
private:
    TextBox* txtFilePath;
    TextBox* txtFileNumber;

    ProgressBar* progressBar;
	ConsoleNotifier cn;
public:
    void Button1_Click() {
        string filePath = txtFilePath->getText();
        int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
		
        FileSplitter splitter(filePath, number);
		splitter.addIProgress(this);
		splitter.addIProgress(&cn);
		
        splitter.split();
		splitter.removeIProgress(&cn);
    }
	
	void DoProgress(float value) {
		progressBar->setValue(value);
	}
};

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

//FileSplitter.h
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
	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 addIProgress(IProgress* iprogress) {
		m_iprogressVector.add(iprogress);
	}
	
	void removeIProgress(IProgress* iprogress) {
		m_iprogressVector.remove(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);
        }
    }
	
protected:
	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++;
		}
	}
};

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，所有依赖与它的对象都得到通知并自动更新。——《设计模式》GoF

要点总结

• 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。