设计模式-观察者模式

定义

观察者模式是一种软件设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听一个主题对象，当主题对象发生变化时，所有的观察者对象都会得到通知并且自动更新。

在观察者模式中，有三个核心角色：

1. 主题（Subject）：被观察的对象，通常会维护一个观察者列表，以便在状态发生变化时通知观察者。
2. 观察者（Observer）：观察主题对象的状态变化，当主题状态发生变化时，观察者将得到通知并执行相应的操作。
3. 具体主题（ConcreteSubject）：具体的主题实现类，负责维护一个观察者列表，并实现主题对象状态变化的通知逻辑。
4. 具体观察者（ConcreteObserver）：具体的观察者实现类，实现观察者接口，并定义观察者接收到通知后的具体操作。

实现举例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

// 定义观察者接口
class Observer {
public:
    virtual void update(std::string message) = 0;
};

// 定义具体观察者实现类
class ConcreteObserver : public Observer {
public:
    void update(std::string message) override {
        std::cout << "ConcreteObserver received message: " << message << std::endl;
    }
};

// 定义主题接口
class Subject {
public:
    virtual void registerObserver(Observer* observer) = 0;
    virtual void removeObserver(Observer* observer) = 0;
    virtual void notifyObservers(std::string message) = 0;
};

// 定义具体主题实现类
class ConcreteSubject : public Subject {
public:
    std::vector<Observer*> observers;

    void registerObserver(Observer* observer) override {
        observers.push_back(observer);
    }

    void removeObserver(Observer* observer) override {
        for (auto it = observers.begin(); it != observers.end(); ++it) {
            if (*it == observer) {
                observers.erase(it);
                break;
            }
        }
    }

    void notifyObservers(std::string message) override {
        for (auto observer : observers) {
            observer->update(message);
        }
    }
};

int main() {
    ConcreteSubject subject;
    ConcreteObserver observer1, observer2, observer3;
    subject.registerObserver(&observer1);
    subject.registerObserver(&observer2);
    subject.registerObserver(&observer3);
    subject.notifyObservers("Hello World!"); // 发送通知，所有观察者都会收到消息并更新。
    subject.removeObserver(&observer2); // 移除一个观察者。
    subject.notifyObservers("Goodbye World!"); // 发送通知，剩余的观察者会收到消息并更新。
    return 0;
}

总结

观察者模式具有以下特性：

1. 松耦合：观察者模式降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系，符合依赖倒置原则。也就是说，观察者和被观察者之间的依赖性相对较低，它们之间的交互是基于接口实现的，而不是基于具体的类。这样，被观察者和观察者之间可以更加灵活地组合和复用。
2. 建立触发机制：观察者模式在目标（被观察者）和观察者之间建立了一套触发机制。当目标的状态发生变化时，会通知所有注册的观察者，观察者会根据通知更新自己的状态。