C++設(shè)計模式編程中的觀察者模式使用示例
概述:
最近中國股市起起伏伏,當然了起伏就用商機,小明發(fā)現(xiàn)商機后果斷想入市,買入了中國證券,他想在電腦客戶端上,網(wǎng)頁上,手機上,iPad上都可以查看到該證券的實時行情,這種情況下我們應(yīng)該怎么設(shè)計我們的軟件呢?我們可以這樣:小明的所有客戶端上都訂閱中國證券這個股票,只要股票一有變化,所有的客戶端都會被通知到并且被自動更新。
這就是我們的觀察者模式,她定義對象間的一種一對多的依賴關(guān)系,當一個對象的狀態(tài)發(fā)生改變時, 所有依賴于它的對象都得到通知并被自動更新。
類圖:
可以看出,在這個觀察者模式的實現(xiàn)里有下面這些角色:
抽象主題(Subject)角色:主題角色把所有對觀察考對象的引用保存在一個聚集里,每個主題都可以有任何數(shù)量的觀察者。抽象主題提供一個接口,可以增加和刪除觀察者對象,主題角色又叫做抽象被觀察者(Observable)角色,一般用一個抽象類或者一個接口實現(xiàn)。
抽象觀察者(Observer)角色:為所有的具體觀察者定義一個接口,在得到主題的通知時更新自己。這個接口叫做更新接口。抽象觀察者角色一般用一個抽象類或者一個接口實現(xiàn)。在這個示意性的實現(xiàn)中,更新接口只包含一個方法(即Update()方法),這個方法叫做更新方法。
具體主題(ConcreteSubject)角色:將有關(guān)狀態(tài)存入具體現(xiàn)察者對象;在具體主題的內(nèi)部狀態(tài)改變時,給所有登記過的觀察者發(fā)出通知。具體主題角色又叫做具體被觀察者角色(Concrete Observable)。具體主題角色通常用一個具體子類實現(xiàn)。
具體觀察者(ConcreteObserver)角色:存儲與主題的狀態(tài)自恰的狀態(tài)。具體現(xiàn)察者角色實現(xiàn)抽象觀察者角色所要求的更新接口,以便使本身的狀態(tài)與主題的狀態(tài)相協(xié)調(diào)。如果需要,具體現(xiàn)察者角色可以保存一個指向具體主題對象的引用。具體觀察者角色通常用一個具體子類實現(xiàn)。
從具體主題角色指向抽象觀察者角色的合成關(guān)系,代表具體主題對象可以有任意多個對抽象觀察者對象的引用。之所以使用抽象觀察者而不是具體觀察者,意味著主題對象不需要知道引用了哪些ConcreteObserver類型,而只知道抽象Observer類型。這就使得具體主題對象可以動態(tài)地維護一系列的對觀察者對象的引用,并在需要的時候調(diào)用每一個觀察者共有的Update()方法。這種做法叫做"針對抽象編程"。
概念
觀察者模式是講有一個目標,眾多個觀察者去“觀察”目標。目標是目標抽象類的一個派生類,觀察者是觀察者抽象類的一個派生類。當目標類的數(shù)據(jù)改變,所有對應(yīng)的觀察者對應(yīng)去更新自己的狀態(tài)
可以使用的情況:比如有一個世界時鐘程序,有多個圖形時鐘去顯示比如北京時區(qū),巴黎時區(qū),等等。如果設(shè)置一個北京時間,那么其他時鐘圖形都需要更新(加上或者減去時差值)。典型的圖形界面設(shè)計隨處可見,一個溫度程序,在溫度濕度等條件改變時,要更新多種顯示圖形來呈現(xiàn)。
實例
使用時,首先定義一個Subject的類對象,然后再定義多個Observer類(派生類)對象,每個Observer對象指定自己被注冊到哪個Subject對象內(nèi)。
示例:
#include<vector> #include<iostream> #include<string> using namespace std; class Subject; class Observer{ //觀察者抽象類 public: virtual void update(Subject *base)=0; protected: Subject * _subject; }; class Subject{ //目標抽象類 public: string s1; //數(shù)據(jù)值,可以作為私有數(shù)據(jù),然后定義一個借口去返回值,這里為了省事 int i1; //數(shù)據(jù)值 void regiObserver(Observer *obs){ _observer.push_back(obs); cout<<"已注冊"<<endl; } void deleObserver(Observer *obs){ _observer.pop_back(); } void notify(){ //更新所有的觀察者 vector<Observer *>::iterator it; for(it = _observer.begin(); it != _observer.end(); it++) (*it)->update(this); } private: vector<Observer *> _observer; //觀察者容器 }; class FSubject:public Subject{ public: void set(string s,int i){ s1 = s; i1 = i; notify(); //通知觀察者。主函數(shù)的執(zhí)行順序已經(jīng)保證了所有的觀察者都已經(jīng)進入容器內(nèi) } }; class FObserver :public Observer{ //第一個觀察者派生類 public: FObserver(Subject *base):Observer(){ _subject = base; _subject->regiObserver(this); } void update(Subject *base){ s1 = base->s1; i1 = base->i1; display(); } void display(){ cout<<"更新值,第一個\n"<<s1<<endl; cout<<i1<<endl; } private: string s1; int i1; }; class SObserver:public Observer{ //第二個觀察者派生類 public: SObserver(Subject * base){ _subject = base; _subject->regiObserver(this); } void update(Subject *base){ s1 = base->s1; i1 = base->i1; display(); } void display(){ cout<<"更新值,第二個\n"<<s1<<endl; cout<<i1<<endl; } private: string s1; int i1; }; int main() { FSubject * sub = new FSubject; FObserver * one = new FObserver(sub); SObserver * two = new SObserver(sub); sub->set("ok",3); return 0;
}
Subject 類中的容器對象維護者所有對觀察者的引用,目的是在notify中去更新所有的觀察者,即通過遍歷去調(diào)用觀察者->update()。
觀察者中的update()作用是完成觀察者需要完成的事,比如在上例中,去更新自身保存的副本值,然后并顯示出來。
Observer類中有一個Subject指針非常重要,在觀察者的派生類的構(gòu)造函數(shù),需要去把自身的this傳遞過去進行注冊。
Observer中有和Subject同樣的數(shù)據(jù),也可以設(shè)置為局部變量,僅僅是完成觀察者需要做的事就行,而不必存儲。
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