设计模式C++观察者模式

本文主要是介绍设计模式C++观察者模式，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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。在 MFC 中， Doc/View（文档视图结构）提供了实现 MVC 的框架结构。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。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。

在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对观察者模式是这样说的：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。当一个对象发生了变化，关注它的对象就会得到通知；这种交互也称为发布-订阅(publish-subscribe)。目标是通知的发布者，它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者。

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。

UML类图：

Subject（目标）
——目标知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一个目标；
——提供注册和删除观察者对象的接口。

Observer（观察者）
——为那些在目标发生改变时需获得通知的对象定义一个更新接口。

ConcreteSubject（具体目标）
——将有关状态存入各ConcreteObserver对象；
——当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知。

ConcreteObserver（具体观察者）
——维护一个指向ConcreteSubject对象的引用；
——存储有关状态，这些状态应与目标的状态保持一致；
——实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。

观察者模式按照以下方式进行协作：

1. 当ConcreteSubject发生任何可能导致其观察者与其本身状态不一致的改变时，它将通知它的各个观察者；
2. 在得到一个具体目标的改变通知后，ConcreteObserver对象可向目标对象查询信息。ConcreteObserver使用这些信息以使它的状态与目标对象的状态一致。

以下是调用时序图：

适用场合

在以下任一情况下都可以使用观察者模式：

当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立的改变和复用；
当对一个对象的改变需要同时改变其它对象，而不知道具体有多少对象有待改变；
当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁；也就是说，你不希望这些对象是紧密耦合的。

代码实现：

 ? 
 #include <iostream> 
 #include <list> 
 using namespace std; 
 class Observer 
 { 
 public : 
      virtual void Update( int ) = 0; 
 }; 
 class Subject 
 { 
 public : 
      virtual void Attach(Observer *) = 0; 
      virtual void Detach(Observer *) = 0; 
      virtual void Notify() = 0; 
 }; 
 class ConcreteObserver :  public Observer 
 { 
 public : 
      ConcreteObserver(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){} 
      void Update( int  value) 
      { 
          cout <<  "ConcreteObserver get the update. New State:" << value << endl; 
      } 
 private : 
      Subject *m_pSubject; 
 }; 
 class ConcreteObserver2 :  public Observer 
 { 
 public : 
      ConcreteObserver2(Subject *pSubject) : m_pSubject(pSubject){} 
      void Update( int  value) 
      { 
          cout <<  "ConcreteObserver2 get the update. New State:" << value << endl; 
      } 
 private : 
      Subject *m_pSubject; 
 }; 
 class ConcreteSubject :  public Subject 
 { 
 public : 
      void Attach(Observer *pObserver); 
      void Detach(Observer *pObserver); 
      void Notify(); 
      void SetState( int  state) 
      { 
          m_iState = state; 
      } 
 private : 
      std::list<Observer *> m_ObserverList; 
      int m_iState; 
 }; 
 void ConcreteSubject::Attach(Observer *pObserver) 
 { 
      m_ObserverList.push_back(pObserver); 
 } 
 void ConcreteSubject::Detach(Observer *pObserver) 
 { 
      m_ObserverList. remove (pObserver); 
 } 
 void ConcreteSubject::Notify() 
 { 
      std::list<Observer *>::iterator it = m_ObserverList.begin(); 
      while (it != m_ObserverList.end()) 
      { 
          (*it)->Update(m_iState); 
          ++it; 
      } 
 } 
 int  main() 
 { 
      // Create Subject 
      ConcreteSubject *pSubject =  new ConcreteSubject(); 
      // Create Observer 
      Observer *pObserver =  new ConcreteObserver(pSubject); 
      Observer *pObserver2 =  new ConcreteObserver2(pSubject); 
      // Change the state 
      pSubject->SetState(2); 
      // Register the observer 
      pSubject->Attach(pObserver); 
      pSubject->Attach(pObserver2); 
      pSubject->Notify(); 
      // Unregister the observer 
      pSubject->Detach(pObserver); 
      pSubject->SetState(3); 
      pSubject->Notify(); 
      delete pObserver; 
      delete pObserver2; 
      delete pSubject; 
 } 

vs2013运行结果：

示例2代码实现：　　

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）。

 ? 
 #include <iostream> 
 #include <string> 
 #include <list> 
 using namespace std; 
 class Subject; 
 //抽象观察者 
 class Observer 
 { 
 protected : 
      string name; 
      Subject *sub; 
 public : 
      Observer(string name, Subject *sub) 
      { 
          this ->name = name; 
          this ->sub = sub; 
      } 
      virtual void update() = 0; 
 }; 
 //具体的观察者，看股票的 
 class StockObserver : public Observer 
 { 
 public : 
      StockObserver(string name, Subject *sub) :Observer(name, sub) 
      { 
      } 
      void update(); 
 }; 
 //具体的观察者，看NBA的 
 class NBAObserver : public Observer 
 { 
 public : 
      NBAObserver(string name, Subject *sub) :Observer(name, sub) 
      { 
      } 
      void update(); 
 }; 
 //抽象通知者 
 class Subject 
 { 
 protected : 
      list<Observer*> observers; 
 public : 
      string action; 
      virtual void attach(Observer*) = 0; 
      virtual void detach(Observer*) = 0; 
      virtual void notify() = 0; 
 }; 
 //具体通知者，秘书 
 class Secretary : public Subject 
 { 
      void attach(Observer *observer) 
      { 
          observers.push_back(observer); 
      } 
      void detach(Observer *observer) 
      { 
          list<Observer *>::iterator iter = observers.begin(); 
          while (iter != observers.end()) 
          { 
              if ((*iter) == observer) 
              { 
                  observers.erase(iter); 
              } 
              ++iter; 
          } 
      } 
      void notify() 
      { 
          list<Observer *>::iterator iter = observers.begin(); 
          while (iter != observers.end()) 
          { 
              (*iter)->update(); 
              ++iter; 
          } 
      } 
 }; 
 void StockObserver::update() 
 { 
      cout << name <<  " 收到消息：" << sub->action << endl; 
      if (sub->action ==  "梁所长来了!" ) 
      { 
          cout <<  "我马上关闭股票，装做很认真工作的样子！"  << endl; 
      } 
 } 
 void NBAObserver::update() 
 { 
      cout << name <<  " 收到消息：" << sub->action << endl; 
      if (sub->action ==  "梁所长来了!" ) 
      { 
          cout <<  "我马上关闭NBA，装做很认真工作的样子！"  << endl; 
      } 
 } 
 int  main() 
 { 
      Subject *dwq =  new Secretary();  //创建观察者<br>　　　　//被观察的对象 
      Observer *xs =  new NBAObserver( "xiaoshuai" , dwq); 
      Observer *zy =  new NBAObserver( "zouyue" , dwq); 
      Observer *lm =  new StockObserver( "limin" , dwq); 
 　　　　 //加入观察队列 
      dwq->attach(xs); 
      dwq->attach(zy); 
      dwq->attach(lm); 
 　　　　 //事件 
      dwq->action =  "去吃饭了！" ;<br>　　　　 //通知 
      dwq->notify(); 
      cout << endl; 
      dwq->action =  "梁所长来了!" ; 
      dwq->notify(); 
      return 0; 
 } 