設計模式【觀察者模式Observer Pattern】

觀察者模式

當對象間存在一對多關係時，則使用觀察者模式（Observer Pattern）。比如，當一個對象被修改時，則會自動通知它的依賴對象。觀察者模式屬於行爲型模式。

介紹

意圖：定義對象間的一種一對多的依賴關係，當一個對象的狀態發生改變時，所有依賴於它的對象都得到通知並被自動更新。

主要解決：一個對象狀態改變給其他對象通知的問題，而且要考慮到易用和低耦合，保證高度的協作。

何時使用：一個對象（目標對象）的狀態發生改變，所有的依賴對象（觀察者對象）都將得到通知，進行廣播通知。

如何解決：使用面向對象技術，可以將這種依賴關係弱化。

關鍵代碼：在抽象類裏有一個 ArrayList 存放觀察者們。

應用實例： 1、拍賣的時候，拍賣師觀察最高標價，然後通知給其他競價者競價。 2、西遊記裏面悟空請求菩薩降服紅孩兒，菩薩灑了一地水招來一個老烏龜，這個烏龜就是觀察者，他觀察菩薩灑水這個動作。

優點： 1、觀察者和被觀察者是抽象耦合的。 2、建立一套觸發機制。

缺點： 1、如果一個被觀察者對象有很多的直接和間接的觀察者的話，將所有的觀察者都通知到會花費很多時間。 2、如果在觀察者和觀察目標之間有循環依賴的話，觀察目標會觸發它們之間進行循環調用，可能導致系統崩潰。 3、觀察者模式沒有相應的機制讓觀察者知道所觀察的目標對象是怎麼發生變化的，而僅僅只是知道觀察目標發生了變化。

使用場景： 1、有多個子類共有的方法，且邏輯相同。 2、重要的、複雜的方法，可以考慮作爲模板方法。

實現

觀察者模式使用三個類 Subject、Observer 和 Client。Subject 對象帶有綁定觀察者到 Client 對象和從 Client 對象解綁觀察者的方法。我們創建 Subject 類、Observer 抽象類和擴展了抽象類 Observer 的實體類。

ObserverPatternDemo，我們的演示類使用 Subject 和實體類對象來演示觀察者模式。

步驟 1

創建 Subject 類。

Subject.cs

using System.Collections.Generic;
namespace Observer_Pattern
{
    class Subject
    {
        List<Observer> observers = new List<Observer>();
        int state;

        public int getState()
        {
            return state;
        }

        public void setState(int state)
        {
            this.state = state;
            notifyAllObservers();
        }

        public void attach(Observer observer)
        {
            observers.Add(observer);
        }

        public void notifyAllObservers()
        {
            foreach (var observer in observers)
            {
                observer.update();
            }
        }
    }
}

步驟 2

創建 Observer 類。

Observer.cs

namespace Observer_Pattern
{
    abstract class Observer
    {
        protected Subject subject;
        public abstract void update();
    }
}

步驟 3

創建實體觀察者類。

BinaryObserver.cs

using System;

namespace Observer_Pattern
{
    class BinaryObserver : Observer
    {
        public BinaryObserver(Subject subject)
        {
            this.subject = subject;
            this.subject.attach(this);
            
        }
        public override void update()
        {
            Console.WriteLine("Binary String: " + Convert.ToString(subject.getState(), 2));
        }
    }
}

OctalObserver.cs

using System;
namespace Observer_Pattern
{
    class OctalObserver : Observer
    {
        public OctalObserver(Subject subject)
        {
            this.subject = subject;
            this.subject.attach(this);
        }

        public override void update()
        {
            Console.WriteLine("Octal String: " + Convert.ToString(subject.getState(), 8));
        }
    }
}

HexaObserver.cs

using System;
namespace Observer_Pattern
{
    class HexaObserver : Observer
    {
        public HexaObserver(Subject subject)
        {
            this.subject = subject;
            this.subject.attach(this);
        }

        public override void update()
        {
            Console.WriteLine("Hex String: " + Convert.ToString(subject.getState(), 16).ToUpper());
        }
    }
}

步驟 4

使用 Subject 和實體觀察者對象。

ObserverPatternDemo.cs

using System;

namespace Observer_Pattern
{
    class ObserverPatternDemo
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Subject subject = new Subject();
            new HexaObserver(subject);
            new OctalObserver(subject);
            new BinaryObserver(subject);

            Console.WriteLine("First state change: 15");
            subject.setState(15);
            Console.WriteLine("Second state change: 10");
            subject.setState(10);

            Console.Read();
        }
    }
}

步驟 5

驗證輸出。

First state change: 15
Hex String: F
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Hex String: A
Octal String: 12
Binary String: 1010