面向對象編程思想-觀察者模式

一、引言

相信猿友都大大小小經歷過一些面試，其中有道經典題目，場景是貓咪叫了一聲，老鼠跑了，主人被驚醒（設計有擴展性的可加分）。對于初學者來說，可能一臉懵逼，這啥跟啥啊是，其實博主當年也這感覺，O(∩_∩)O哈哈~好了，廢話不多說，今天我們要學習的內容就是要解決這種業務場景——觀察者模式，又叫發布-訂閱（Publish/Subscrible）模式

二、觀察者模式

定義：觀察者模式定義了一種一對多的依賴關系，讓多個觀察者對象同時監聽某一個主題對象。這個主題對象狀態發生變化時，會通知所有觀察者對象，使它們能夠自行更新自己

下面是觀察者模式結構圖：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　該圖示出自“大話設計模式”

下面通過大家都熟悉的生活場景來幫助我們一步步了解觀察者模式

場景：上自習課的時候，困了想睡覺，通常是會跟同桌說：“老師來了叫我下，我睡會”。（大多數人都是這樣吧，嘿嘿）

下面是代碼demo：

    //主題類class ConcreteSubject{private IList<ConcreteObserver> lstConcreteObserver = new List<ConcreteObserver>();private string action;//添加觀察者public void Add(ConcreteObserver concreteObserver){lstConcreteObserver.Add(concreteObserver);}//移除觀察者public void Remove(ConcreteObserver concreteObserver){lstConcreteObserver.Remove(concreteObserver);}//通知觀察者類public void Notify(){foreach (ConcreteObserver observer in lstConcreteObserver){observer.Update();}}//定義主題發現的某一狀態public string ConcreteAction{get { return action; }set { action = value; }}}//觀察者類class ConcreteObserver{protected ConcreteSubject subject;protected string name;public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name){this.subject = subject;this.name = name;}//觀察者更新行為public void Update(){Console.WriteLine($"{subject.ConcreteAction},{name}，別睡覺了，快醒醒！");}}static void Main(string[] args){ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();ConcreteObserver observer = new ConcreteObserver(subject, "michael");subject.Add(observer);subject.ConcreteAction = "老師來了";subject.Notify();Console.Read();}

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分析：乍一看是寫的不錯，實現了老師來時同桌通知michael，但是仔細想一下，假如現在情況變了，同桌另一邊的同學在打游戲，也讓老師來時通知一下，怎么辦？這時我們就需要去修改ConcreteSubject類中對觀察者ConcreteObserver的引用，還有另外一種情況，假如某天同桌請假了，通常會讓前后排的同學通知觀察者，即修改觀察者類ConcreteObserver中對ConcreteSubject的引用。這種相互耦合的設計顯然是不太好，當場景變了的時候，不得不去修改原有代碼，違背了開放-封閉原則。

下面看一下大話設計模式中的例子是如何介紹觀察者模式的：

     //抽象觀察者類abstract class Observer{public abstract void Update();}//抽象主題類abstract class Subject{private IList<Observer> lstConcreteObserver = new List<Observer>();public void Add(Observer concreteObserver){lstConcreteObserver.Add(concreteObserver);}public void Remove(Observer concreteObserver){lstConcreteObserver.Remove(concreteObserver);}public void Notify(){foreach (Observer observer in lstConcreteObserver){observer.Update();}}}//具體觀察者類class ConcreteObserver:Observer{protected ConcreteSubject subject;protected string name;private string observerState;public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name){this.subject = subject;this.name = name;}public override void Update(){this.observerState = subject.ConcreteAction;Console.WriteLine($"the observer's of {name} state is {observerState}");}}//具體主題對象class ConcreteSubject:Subject{      private string action;      public string ConcreteAction{get { return action; }set { action = value; }}}static void Main(string[] args){ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();subject.Add(new ConcreteObserver(subject, "michael"));subject.Add(new ConcreteObserver(subject, "jarle"));subject.Add(new ConcreteObserver(subject, "cumming"));subject.ConcreteAction = "Ready";subject.Notify();Console.Read();}

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?分析：這次是不是可擴展性更高了？嗯，是的。觀察者與主題對象都依賴于抽象，而不依賴與具體，使得各自變化都不會影響到另一邊

其實現在已經很好了，但是這樣具體的觀察者都要依賴于觀察者的抽象，那能不能再進行優化一次呢？答案是完全可以的。

下面我們用委托事件來解決開頭那個考爛了的面試題，解釋如何優化的

委托：是一種引用類型，表示對具有特定參數列表和返回類型的方法的引用

    class Mao{private string name;public delegate void MaoDelegateHandler();public event MaoDelegateHandler MaoEventHandler;public Mao(string name){this.name = name;}public void Miao(){Console.WriteLine($"{this.name}叫了一聲");Notify();}public void Notify(){if (MaoEventHandler != null)MaoEventHandler();}public string Name{get { return name; }set { name = value; }}}class Laoshu{public void Run(){Console.WriteLine("老鼠逃跑了");}}class People{public void Wake(){Console.WriteLine("主人被驚醒了");}}class Program{static void Main(string[] args){Mao mao = new Mao("大臉貓");Laoshu laoshu = new Laoshu();People people = new People();//注冊事件 這兩種方式都可以mao.MaoEventHandler += new Mao.MaoDelegateHandler(laoshu.Run);mao.MaoEventHandler += people.Wake;//貓叫了一聲 會自動調用注冊過的方法
            mao.Miao();Console.Read();}}

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分析：用委托事件來實現，發布者和訂閱者之間沒有耦合，是不是有優化了一步呢？O(∩_∩)O~

優點：

1.觀察者模式解除了發布者和訂閱者的耦合，兩者都依賴于抽象，而不是具體的，使得兩者可以各自獨立的變化

缺點：

1.觀察者對象如果很多的話，被觀察者通知會耗時增多

2.在被觀察者之間如果有相互依賴的話，會相互調用，導致系統崩潰（小白注意）

適用場景：

1.當一個對象改變需要改變其它對象時，而且不知道有多少個對象需要改變

2.當一個抽象模型有兩個方面，一個方面依賴于另一個方面，將兩者封裝在獨立的對象中以使它們可以各自獨立的變化和復用

介紹到這里其實觀察這模式已經結束了，但是我覺得很多小白搞不懂winform開發程序中的grid單擊、雙擊等事件，方法后面的參數sender和e分別是什么。。。下面再簡要分析一下

    class Mao{private string name;//聲明委托public delegate void MaoDelegateHandler(object sender, MaoEventArgs e);//聲明事件public event MaoDelegateHandler MaoEventHandler;public class MaoEventArgs : EventArgs{private string name;public MaoEventArgs(string name){this.name = name;}}public Mao(string name){this.name = name;}//發布者 某一行為后 發出通知public void Miao(){Console.WriteLine($"{this.name}叫了一聲");//建立MaoEventArgs對象MaoEventArgs e = new MaoEventArgs(this.Name);//調用通知方法
            Notify(e);}public void Notify(MaoEventArgs e){//如果有訂閱者注冊if (MaoEventHandler != null)//執行所有注冊的方法MaoEventHandler(this,e);}public string Name{get { return name; }set { name = value; }}}class Laoshu{//是不是很熟悉,請自行腦補winfom中grid的事件及sender和e是什么public void Run(object sender,Mao.MaoEventArgs e){Mao mao = (sender as Mao);Console.WriteLine($"{mao.Name}來了，老鼠逃跑了");}}class People{public void Wake(object sender, Mao.MaoEventArgs e){Mao mao = (sender as Mao);Console.WriteLine($"{mao.Name}的主人被驚醒了");}}class Program{static void Main(string[] args){Mao mao = new Mao("大臉貓");Laoshu laoshu = new Laoshu();People people = new People();//注冊事件 這兩種方式都可以mao.MaoEventHandler += new Mao.MaoDelegateHandler(laoshu.Run);mao.MaoEventHandler += people.Wake;//貓叫了一聲 會自動調用注冊過的方法
            mao.Miao();Console.Read();}}