常见设计模式的解析和实现(C++)之十五-Observer模式

作用:
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.

UML结构图:



解析:
Observer 模式定义的是一种一对多的关系,这里的一就是图中的Subject类,而多则是Obesrver类,当Subject类的状态发生变化的时候通知与之对应 的Obesrver类们也去相应的更新状态,同时支持动态的添加和删除Observer对象的功能.Obesrver模式的实现要点是,第一一般 subject类都是采用链表等容器来存放Observer对象,第二抽取出Observer对象的一些公共的属性形成Observer基类,而 Subject中保存的则是Observer类对象的指针,这样就使Subject和具体的Observer实现了解耦,也就是Subject不需要去关 心到底是哪个Observer对放进了自己的容器中.生活中有很多例子可以看做是Observer模式的运用,比方说,一个班有一个班主任 (Subject),他管理手下的一帮学生(Observer),当班里有一些事情发生需要通知学生的时候,班主任要做的不是逐个学生挨个的通知而是把学 生召集起来一起通知,实现了班主任和具体学生的关系解耦.

实现:
1)Observer.h

/********************************************************************
    created:    2006/07/20
    filename:     Observer.h
    author:        李创
                http://www.cppblog.com/converse/

    purpose:    Observer模式的演示代码
*********************************************************************/

#ifndef OBSERVER_H
#define OBSERVER_H

#include <list>

typedef int STATE;

class Observer;

// Subject抽象基类,只需要知道Observer基类的声明就可以了
class Subject
{
public:
    Subject() : m_nSubjectState(-1){}
    virtual ~Subject();

    void Notify();                            // 通知对象改变状态
    void Attach(Observer *pObserver);        // 新增对象
    void Detach(Observer *pObserver);        // 删除对象

    // 虚函数,提供默认的实现,派生类可以自己实现来覆盖基类的实现
    virtual void    SetState(STATE nState);    // 设置状态
    virtual STATE    GetState();        // 得到状态

protected:
    STATE m_nSubjectState;                    // 模拟保存Subject状态的变量
    std::list<Observer*>    m_ListObserver;    // 保存Observer指针的链表
};

// Observer抽象基类
class Observer
{
public:
    Observer() : m_nObserverState(-1){}
    virtual ~Observer(){}

    // 纯虚函数,各个派生类可能有不同的实现
    // 通知Observer状态发生了变化
    virtual void Update(Subject* pSubject) = 0;

protected:
    STATE m_nObserverState;                    // 模拟保存Observer状态的变量
};

// ConcreateSubject类,派生在Subject类
class ConcreateSubject
    : public Subject
{
public:
    ConcreateSubject() : Subject(){}
    virtual ~ConcreateSubject(){}

    // 派生类自己实现来覆盖基类的实现
    virtual void    SetState(STATE nState);    // 设置状态
    virtual STATE    GetState();        // 得到状态

};

// ConcreateObserver类派生自Observer
class ConcreateObserver
    : public Observer
{
public:
    ConcreateObserver() : Observer(){}
    virtual ~ConcreateObserver(){}

    // 虚函数,实现基类提供的接口
    virtual void Update(Subject* pSubject);
};

#endif
/**/

2)Observer.cpp

/********************************************************************
    created:    2006/07/20
    filename:     Observer.cpp
    author:        李创
                http://www.cppblog.com/converse/

    purpose:    Observer模式的演示代码
*********************************************************************/

#include "Observer.h"
#include <iostream>
#include <algorithm>

/* --------------------------------------------------------------------
|    Subject类成员函数的实现
|
 ----------------------------------------------------------------------*/

void Subject::Attach(Observer *pObserver)
{
    std::cout << "Attach an Observer/n";

    m_ListObserver.push_back(pObserver);
}

void Subject::Detach(Observer *pObserver)
{
    std::list<Observer*>::iterator iter;
    iter = std::find(m_ListObserver.begin(), m_ListObserver.end(), pObserver);

    if (m_ListObserver.end() != iter)
    {
        m_ListObserver.erase(iter);
    }

    std::cout << "Detach an Observer/n";
}

void Subject::Notify()
{
    std::cout << "Notify Observers's State/n";

    std::list<Observer*>::iterator iter1, iter2;

    for (iter1 = m_ListObserver.begin(), iter2 = m_ListObserver.end();
         iter1 != iter2;
         ++iter1)
    {
        (*iter1)->Update(this);
    }
}

void Subject::SetState(STATE nState)
{
    std::cout << "SetState By Subject/n";
    m_nSubjectState = nState;
}

STATE Subject::GetState()
{
    std::cout << "GetState By Subject/n";
    return m_nSubjectState;
}

Subject::~Subject()
{
    std::list<Observer*>::iterator iter1, iter2, temp;

    for (iter1 = m_ListObserver.begin(), iter2 = m_ListObserver.end();
        iter1 != iter2;
        )
    {
        temp = iter1;
        ++iter1;
        delete (*temp);
    }

    m_ListObserver.clear();
}

/* --------------------------------------------------------------------
|    ConcreateSubject类成员函数的实现
|
----------------------------------------------------------------------*/
void ConcreateSubject::SetState(STATE nState)
{
    std::cout << "SetState By ConcreateSubject/n";
    m_nSubjectState = nState;
}

STATE ConcreateSubject::GetState()
{
    std::cout << "GetState By ConcreateSubject/n";
    return m_nSubjectState;
}

/* --------------------------------------------------------------------
|    ConcreateObserver类成员函数的实现
|
----------------------------------------------------------------------*/
void ConcreateObserver::Update(Subject* pSubject)
{
    if (NULL == pSubject)
        return;

    m_nObserverState = pSubject->GetState();

    std::cout << "The ObeserverState is " << m_nObserverState << std::endl;
}
/**//**//**//**/

3)Main.cpp

/********************************************************************
    created:    2006/07/21
    filename:     Main.cpp
    author:        李创
                http://www.cppblog.com/converse/

    purpose:    Observer模式的测试代码
*********************************************************************/

#include "Observer.h"
#include <iostream>

int main()
{
    Observer *p1 = new ConcreateObserver;
    Observer *p2 = new ConcreateObserver;

    Subject* p = new ConcreateSubject;
    p->Attach(p1);
    p->Attach(p2);
    p->SetState(4);
    p->Notify();

    p->Detach(p1);
    p->SetState(10);
    p->Notify();

    delete p;

    system("pause");

    return 0;
}
/**/