文章目录
- 前言
- 一、“组件协作” 模式
- 二、Observer 观察者模式
- 1、动机
- 2、模式定义
- 3、伪代码示例
- ①、第一种方案，最朴素的方式
- ②、第二种方案，重构使得遵循DIP原则：
- ③、进一步的小优化：
- ④、修改使得支持多个观察者：
- 4、结构
- 总结
前言
一、“组件协作” 模式
- 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
- Template Method
- Observer / Event
- Strategy
二、Observer 观察者模式
1、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，将使软件不能很好地抵御变化。
- 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。
2、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。
3、伪代码示例
需求：在一个文件分割器的项目上，增加一个进度条的展示
①、第一种方案，最朴素的方式
FileSplitter1.cpp
//FileSplitter1.cpp
class FileSplitter
{
string m_filePath;
int m_fileNumber;
ProgressBar* m_progressBar; //注：ProgressBar是实现细节，容易变化。是个通知控件
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++){
//...
if (m_progressBar != nullptr) {
m_progressBar->setValue((i + 1) / m_fileNumber); // 更新进度条
}
}
}
};
MainForm1.cpp
//MainForm1.cpp
class MainForm : public Form
{
TextBox* txtFilePath; // 希望分割的文件路径
TextBox* txtFileNumber; // 希望分隔的文件个数
ProgressBar* progressBar;
public:
void Button1_Click(){
string filePath = txtFilePath->getText();
int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());
FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);
splitter.split();
}
};
存在的问题：违背了 DIP 原则，如果 A 依赖于 B ——编译时“依赖”，即 A 编译的时候 B 要存在。
②、第二种方案，重构使得遵循DIP原则：
FileSplitter2.cpp
//FileSplitter2.cpp
class IProgress{
public:
virtual void DoProgress(float value)=0;
virtual ~IProgress(){}
};
class FileSplitter
{
string m_filePath;
int m_fileNumber;
//ProgressBar* m_progressBar; //注：ProgressBar是实现细节，容易变化。 是个具体通知控件
IProgress* m_iprogress; // 抽象通知组件
public:
FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, IProgress* iprogress;) :
m_filePath(filePath),
m_fileNumber(fileNumber),
m_iprogress(iprogress){
}
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_iprogress->DoProgress(progressValue); //更新进度条
}
}
};
MainForm2.cpp
//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());
FileSplitter splitter(filePath, number, this);
splitter.split();
}
virtual void DoProgress(float value) {
progressBar->setValue(value);
}
};
方案一是直接去控制进度条，方案二是给你一个接口，我会通过这个接口告诉你现在的进度，但是你怎么显示这个进度就看你接口内部的具体实现
③、进一步的小优化：
FileSplitter2.cpp
//FileSplitter2.cpp
class IProgress{
public:
virtual void DoProgress(float value)=0;
virtual ~IProgress(){}
};
class FileSplitter
{
string m_filePath;
int m_fileNumber;
//ProgressBar* m_progressBar; //注：ProgressBar是实现细节，容易变化。是个具体通知控件
IProgress* m_iprogress; // 抽象通知组件
public:
FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, IProgress* iprogress;) :
m_filePath(filePath),
m_fileNumber(fileNumber),
m_iprogress(iprogress){
}
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);
}
}
protected:
virtual void onProgress(float value) { // 以供子类去改写
if (m_iprogress != nullptr) {
m_iprogress->DoProgress(value);//更新进度条
}
}
};
目前的实现只能支持一个观察者，此处就是MainForm。
④、修改使得支持多个观察者：
FileSplitter3.cpp
//FileSplitter3.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.add(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++;
}
}
};
MainForm3.cpp
//MainForm3.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);
// MainForm 是子类，this 指向该类，addIProgress 的参数是个基类指针，基类指针可以指向派生类对象
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);
}
};
// 第二个观察者
class ConsoleNotifier : public IProgress {
public:
virtual void DoProgress(float value){
cout << ".";
}
};
4、结构
【注】：
- Observer 对应于 IProgress，Update() 对应于 DoProgress()
- Attach 对应于 addIProgress，Detach 对应于 removeIProgress，Notify 对应于 onProgress, GOF 中建议将这三个方法提出来放到一个父类中，其他的 Subject 继承它，但是此处我们没有将它提出来
- ConcreteSubject 就是 FileSplitter，具体的被观察者；
- ConcreteObserver 对应于 MainForm 和 ConsoleNotifier，具体的观察者。
- 稳定的：Subject、Observer
- 变化的：ConcreteSubject、ConcreteObserver
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（被观察者）与观察者，从而使二者之间的依赖关系达致松耦合。
- 目标（被观察者）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 框架中非常常用的设计模式，也是 MVC 模式的一个重要组成部分。
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