求知 文章 文库 Lib 视频 iProcess 课程 角色 咨询 工具 讲座 Modeler   Code  
会员   
 
  
每天15篇文章
不仅获得谋生技能
更可以追随信仰
 
 
 
设计模式解析之——Observer模式
 

2010-06-07 作者:k_eckel's mindview 来源:k_eckel's mindview的blog

 

0 引言

0.1 目的

本文档给出设计模式之——Observer模式的简化诠释,并给出其C++实现。

0.2 说明

Project

Design Pattern Explanation(By K_Eckel)

Authorization

Free Distributed but Ownership Reserved

Date

2005-04-05(Cherry blossom is Beautiful)

Test Bed

MS Visual C++ 6.0

0.3 参考

在本文档的写作中,参考了以下的资源,在此列出表示感谢:

书籍

[GoF 2000]:GoF,Design Patterns-Elements of Reusable Object-Oriented Software

Addison-Wesley 2000/9.

[Martine 2003]:Robert C.Martine, Agile Software Development Principles, Patterns, and Practices, Pearson Education, 2003.

0.4 联系作者

Author

K_Eckel

State

Candidate for Master’s Degree School of Computer Wuhan University

E_mail

frwei@whu.edu.cn  

2 Observer模式

2.1 问题

Observer模式应该可以说是应用最多、影响最广的模式之一,因为Observer的一个实例Model/View/Control(MVC)结构在系统开发架构设计中有着很重要的地位和意义,MVC实现了业务逻辑和表示层的解耦。个人也认为Observer模式是软件开发过程中必须要掌握和使用的模式之一。在MFC中,Doc/View(文档视图结构)提供了实现MVC的框架结构(有一个从设计模式(Observer模式)的角度分析分析Doc/View的文章正在进一步的撰写当中,遗憾的是时间:))。在Java阵容中,Struts则提供和MFC中Doc/View结构类似的实现MVC的框架。另外Java语言本身就提供了Observer模式的实现接口,这将在讨论中给出。

当然,MVC只是Observer模式的一个实例。Observer模式要解决的问题为:建立一个一(Subject)对多(Observer)的依赖关系,并且做到当“一”变化的时候,依赖这个“一”的多也能够同步改变。最常见的一个例子就是:对同一组数据进行统计分析时候,我们希望能够提供多种形式的表示(例如以表格进行统计显示、柱状图统计显示、百分比统计显示等)。这些表示都依赖于同一组数据,我们当然需要当数据改变的时候,所有的统计的显示都能够同时改变。Observer模式就是解决了这一个问题。

2.2 模式选择

Observer模式典型的结构图为:
 

图2-1:Observer Pattern结构图

这里的目标Subject提供依赖于它的观察者Observer的注册(Attach)和注销(Detach)操作,并且提供了使得依赖于它的所有观察者同步的操作(Notify)。观察者Observer则提供一个Update操作,注意这里的Observer的Update操作并不在Observer改变了Subject目标状态的时候就对自己进行更新,这个更新操作要延迟到Subject对象发出Notify通知所有Observer进行修改(调用Update)。

2.3 实现

2.3.1 完整代码示例(code)

Observer模式的实现有些特点,这里为了方便初学者的学习和参考,将给出完整的实现代码(所有代码采用C++实现,并在VC 6.0下测试运行)。
 

代码片断1Subject.h
//Subject.h

#ifndef _SUBJECT_H_
#define _SUBJECT_H_

#include <list>
#include <string>
using namespace std;

typedef string State;

class Observer;

class Subject
{
public:
 virtual ~Subject();

 virtual void Attach(Observer* obv);

 virtual void Detach(Observer* obv);

 virtual void Notify();

 virtual void SetState(const State& st) = 0;

 virtual State GetState() = 0;

protected:
 Subject();

private:
 list<Observer* >* _obvs;

};

class ConcreteSubject:public Subject
{
public:
 ConcreteSubject();

 ~ConcreteSubject();

 State GetState();

 void SetState(const State& st);

protected:

private:
 State _st;

};

#endif //~_SUBJECT_H_

代码片断2Subject.cpp
//Subject.cpp

#include "Subject.h"
#include "Observer.h"

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

typedef string state;

Subject::Subject()
{
 //****在模板的使用之前一定要new,创建
 _obvs = new list<Observer*>;

}

Subject::~Subject()
{
 
}

void Subject::Attach(Observer* obv)
{
 
 _obvs->push_front(obv);
}

void Subject::Detach(Observer* obv)
{
 if (obv != NULL)
  _obvs->remove(obv);
}

void Subject::Notify()
{
 
 list<Observer*>::iterator it;

 it = _obvs->begin();

 for (;it != _obvs->end();it++)
 {
  //关于模板和iterator的用法

  (*it)->Update(this);
 }
}

ConcreteSubject::ConcreteSubject()
{
 _st = '\0';
}

ConcreteSubject::~ConcreteSubject()
{
 
}


State ConcreteSubject::GetState()
{
 return _st;
}

void ConcreteSubject::SetState(const State& st)
{
 _st = st;
}

代码片断3Observer.h
//Observer.h

#ifndef _OBSERVER_H_
#define _OBSERVER_H_

#include "Subject.h"

#include <string>
using namespace std;

typedef string State;

class Observer
{
public:
 virtual ~Observer();

 virtual void Update(Subject* sub) = 0;

 virtual void PrintInfo() = 0;

protected:
 Observer();

 State _st;

private:

};

class ConcreteObserverA:public Observer
{
public:
 virtual Subject* GetSubject();
 
 ConcreteObserverA(Subject* sub);

 virtual ~ConcreteObserverA();

 //传入Subject作为参数,这样可以让一个View属于多个的Subject
 void  Update(Subject* sub);

 void PrintInfo();

protected:

private:
 Subject* _sub;

};

class ConcreteObserverB:public Observer
{
public:
 virtual Subject* GetSubject();
 
 ConcreteObserverB(Subject* sub);

 virtual ~ConcreteObserverB();

 //传入Subject作为参数,这样可以让一个View属于多个的Subject
 void  Update(Subject* sub);

 void PrintInfo();

protected:

private:
 Subject* _sub;

};

#endif //~_OBSERVER_H_

代码片断4Observer.cpp
//Observer.cpp

#include "Observer.h"
#include "Subject.h"

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

Observer::Observer()
{
 _st = '\0';

}

Observer::~Observer()
{

}


ConcreteObserverA::ConcreteObserverA(Subject* sub)
{
 _sub = sub;

 _sub->Attach(this);
}

ConcreteObserverA::~ConcreteObserverA()
{
 _sub->Detach(this);

 if (_sub != 0)
 {
  delete _sub;
 }
}

Subject* ConcreteObserverA::GetSubject()

 return _sub;
}

void ConcreteObserverA::PrintInfo()
{
 cout<<"ConcreteObserverA observer.... "<<_sub->GetState()<<endl;
}

void ConcreteObserverA::Update(Subject* sub)
{
 _st = sub->GetState();

 PrintInfo();
}

ConcreteObserverB::ConcreteObserverB(Subject* sub)
{
 _sub = sub;

 _sub->Attach(this);
}

ConcreteObserverB::~ConcreteObserverB()
{
 _sub->Detach(this);

 if (_sub != 0)
 {
  delete _sub;
 }
}

Subject* ConcreteObserverB::GetSubject()

 return _sub;
}

void ConcreteObserverB::PrintInfo()
{
 cout<<"ConcreteObserverB observer.... "<<_sub->GetState()<<endl;
}

void ConcreteObserverB::Update(Subject* sub)
{
 _st = sub->GetState();

 PrintInfo();
}

代码片断5main.cpp
//main.cpp

#include "Subject.h"
#include "Observer.h"

#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc,char* argv[])
{
 ConcreteSubject* sub = new ConcreteSubject();

 Observer* o1 = new ConcreteObserverA(sub);

 Observer* o2 = new ConcreteObserverB(sub);

 sub->SetState("old");

 sub->Notify();

 sub->SetState("new"); //也可以由Observer调用

 sub->Notify();

 return 0;
}


2.3.2 代码说明

在Observer模式的实现中,Subject维护一个list作为存储其所有观察者的容器。每当调用Notify操作就遍历list中的Observer对象,并广播通知改变状态(调用Observer的Update操作)。目标的状态state可以由Subject自己改变(示例),也可以由Observer的某个操作引起state的改变(可调用Subject的SetState操作)。Notify操作可以由Subject目标主动广播(示例),也可以由Observer观察者来调用(因为Observer维护一个指向Subject的指针)。

运行示例程序,可以看到当Subject处于状态“old”时候,依赖于它的两个观察者都显示“old”,当目标状态改变为“new”的时候,依赖于它的两个观察者也都改变为“new”。

2.4 讨论

Observer是影响极为深远的模式之一,也是在大型系统开发过程中要用到的模式之一。除了MFC、Struts提供了MVC的实现框架,在Java语言中还提供了专门的接口实现Observer模式:通过专门的类Observable及Observer接口来实现MVC编程模式,其UML图可以表示为:

Java中实现MVC的UML图。

这里的Observer就是观察者,Observable则充当目标Subject的角色。

Observer模式也称为发布-订阅(publish-subscribe),目标就是通知的发布者,观察者则是通知的订阅者(接受通知)。



如何向妻子解释OOD
OOAD与UML笔记
UML类图与类的关系详解
UML统一建模语言初学
总结一下领域模型的验证
基于 UML 的业务建模


面向对象的分析设计
基于UML的面向对象分析设计
UML + 嵌入式系统分析设计
关系数据库面向OOAD设计
业务建模与业务架构
使用用例进行需求管理


某航空IT部门 业务分析与业务建模
联想 业务需求分析与建模
北京航管科技 EA工具与架构设计
使用EA和UML进行嵌入式系统分析
全球最大的茶业集团 UML系统分析
华为 基于EA的嵌入式系统建模
水资源服务商 基于EA进行UML建模
更多...   
 
 
 
 
 
每天2个文档/视频
扫描微信二维码订阅
订阅技术月刊
获得每月300个技术资源
 
 

关于我们 | 联系我们 | 京ICP备10020922号 京公海网安备110108001071号