组件协作模式之观察者模式（Observer）

一、概念

  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

二、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）都将得到通知。如果这样的依赖关系过于紧密，将使得软件不能很好的抵御变化。

  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。

三、源代码讲解

class MainForm : public Form {
    TextBox* txtFilePath;    //文件路径
    TextBox* txtFileNumber;    //希望分割的个数
    ProgressBar* progressBar;　　//（变化）添加进度条控件，用来显示进度

public:
    void Button1_Click(){
        //收集到用户输入的参数信息
        string filePath = txtFilePath->getText();    
        int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
        //（变化）传递给FileSplitter，让该类去分割文件
        //将进度条传入文件分割类，在文件分割时改变进度条数据
        FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);　　
        //进行分割
        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){　　//（变化）初始化进度条参数
    }

    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++){
            //（变化）...
            float progressValue = m_fileNumber;　　//设计数据，更新进度条
            progressValue = (i + 1) / progressValue;
            m_progressBar->setValue(progressValue);
        }
    }
};

  违背了第一个依赖倒置原则：高层模块不能依赖低层模块，二者都应该依赖抽象，抽象不能依赖实现细节，实现细节应该依赖抽象。

四、使用观察者模式进行改进

// 抽象基类，设计一个进度通知接口类
class IProgress {
public:
    virtual void DoProgress(float value) = 0; // 0-1一个进度值
    virtual ~IProgress() { }
};

// 中层模块
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，实现具体到抽象的跃迁
    // 上面实现了从紧耦合变为松耦合，FileSplitter没有再耦合一个具体细节（界面类）
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); // 向所有观察者发送通知
        }
    }

    void addIProgress(IProgress* iprogress) {
        m_iprogressList.push_back(iprogress); // 添加观察者
    }

    void removeIProgress(IProgress* iprogress) {
        m_iprogressList.remove(iprogress); // 移除观察者
    }
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++;
        }
    }
};

// C++不推荐多继承，因为他会带来很多耦合性问题，但是支持一种，第一个是主继承，其他都是接口或者抽象基类
class MainForm : public Form, public IProgress {
    TextBox* txtFilePath;
    TextBox* txtFileNumber;
    // 这里面使用progressBar是没有关系的，他和MainForm本身是一体的，紧耦合的
    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);
    }

    // 具体的通知机制
    virtual void DoProgress(float value) {
        // 主界面选择的GUI进度条，我们可以添加，也可以添加addIProgress(this)
        progressBar->setValue(value);    
    }
};

class ConsoleNotifier : public IProgress {
public:
    // 具体的通知机制
    virtual void DoProgress(float value) {
        cout << ".";
    }
};

五、类图结构

六、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到松耦合。

• 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（和Template一样常用）的设计模式，也是MVC模式中一个重要组成部分。