23种设计模式(四)组件协作之观察者模式

本系列所有文章来自李建忠老师的设计模式笔记，系列如下：
设计模式(一)面向对象设计原则
23种设计模式(二)组件协作之模板方法
23种设计模式(三)组件协作之策略模式
23种设计模式(四)组件协作之观察者模式
23种设计模式(五)单一职责之装饰模式
23种设计模式(六)单一职责之桥模式
23种设计模式(七)对象创建之工厂方法
23种设计模式(八)对象创建之抽象工厂
23种设计模式(九)对象创建之原型模式
23种设计模式(十)对象创建之构建器
23种设计模式(十一)对象性能之单件模式
23种设计模式(十二)对象性能之享元模式
23种设计模式(十三)接口隔离之门面模式
23种设计模式(十四)接口隔离之代理模式
23种设计模式(十五)接口隔离之适配器
23种设计模式(十六)接口隔离之中介者
23种设计模式(十七)状态变化之状态模式
23种设计模式(十八)状态变化之备忘录
23种设计模式(十九)数据结构之组合模式
23种设计模式(二十)数据结构之迭代器
23种设计模式(二十一)数据结构之职责链
23种设计模式(二十二)行为变化之命令模式
23种设计模式(二十三)行为变化之访问器
23种设计模式(二十四)领域规则之解析器

文章目录

设计方法一
设计方法二
模式定义
要点总结

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。

典型模式可以分为：Template Method，Strategy和Observer / Event。

观察者模式：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。

假设我们做一个文件分割器，将大的文件分割成多个文件：

设计方法一

MainForm1.cpp

class MainForm : public Form
{TextBox* txtFilePath; // 文件路径TextBox* txtFileNumber; // 希望分割的文件个数ProgressBar* progressBar;public:void Button1_Click(){// 接收用户传进来的两个信息string filePath = txtFilePath->getText();int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);splitter.split(); // 调用split方法}
};

首先我们需要一个界面，所以我们继承Form类，之后接收用户的输入信息，之后划分文件。

FileSplitter1.cpp

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){}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;m_progressBar->setValue(progressValue);}}
};

现在有一个需求，希望提供文件处理的进度展示，很自然的想法就是在split中计数，然后在MainForm中展示。也就是上述代码m_progressBar所处理的事情。

但是上述方法违背了依赖倒置设计原则：高层模块不能依赖底层模块，二者都应该依赖于抽象，抽象不能依赖于实现细节，实现细节应该依赖于抽象。

ProgressBar* m_progressBar;这行代码可能并不能适用于别的显示进度方式。

设计方法二

MainForm2.cpp

class MainForm : public Form, public IProgress
{TextBox* txtFilePath;TextBox* txtFileNumber;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);}virtual void DoProgress(float value){progressBar->setValue(value);}
};class ConsoleNotifier : public IProgress {public:virtual void DoProgress(float value){cout << ".";}
};

FileSplitter2.cpp

class IProgress{public:virtual void DoProgress(float value)=0;virtual ~IProgress(){}
};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);//发送通知}}void addIProgress(IProgress* iprogress){m_iprogressList.push_back(iprogress);}void removeIProgress(IProgress* iprogress){m_iprogressList.remove(iprogress);}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++;}}
};

第二种方式看似是将progressBar->setValue(value);放到了MainForm2.cpp文件中，其实是有很大的不同。

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，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。

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。

比如在MainForm2.cpp文件中添加多少个观察者都无所谓，但是在FileSplitter2.cpp文件中的addIProgress、removeIProgress和onProgress函数都不会改变。

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。

比如onProgress函数中只需要传入一个值即可，通知会自动传播。

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。