C 观察者模式 Demo

最近需要接触到 MySQL 半同步插件，发现其中用到了观察者模式，之前没在 C 中用过，遂好奇心驱使下找了找资料，并写了个 Demo。

一、基础描述

观察者设计模式（Observer Pattern），又称发布-订阅模式（Publish-Subscribe Pattern），是一种行为设计模式。它定义了一种一对多的依赖关系，使得当一个对象（主题或发布者）的状态发生变化时，所有依赖于它的对象（观察者或订阅者）都会得到通知并自动更新。这种模式在软件开发中非常有用，特别是在实现事件处理系统、数据监控系统等方面。

观察者设计模式的主要角色

Subject（主题/发布者）：
- 又称被观察者，负责管理观察者列表，并向观察者发送通知。
- 提供接口让观察者可以注册自己（订阅）和注销自己（取消订阅）。
- 在状态发生变化时，遍历观察者列表，通知所有注册的观察者。
Observer（观察者/订阅者）：
- 订阅主题的更新事件，并执行相应的更新操作。
- 定义一个接口，以便在得到主题的通知时更新自己。
ConcreteSubject（具体主题）：
- 具体的主题实现，包含观察者列表，并在状态发生变化时通知观察者。
ConcreteObserver（具体观察者）：
- 具体的观察者实现，处理来自主题的更新事件。

二、Demo

注册两个观察者。发布者状态变量发生修改后，通知观察者，观察者进行响应。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct _observer obs_observer;
typedef struct _subject obs_subject;

typedef void (*ProcessFun_1)(obs_subject *, obs_observer *);
typedef void (*ProcessFun_2)(obs_subject *);

// observer struct
struct _observer {
    char name[50];
    void (*update)(obs_subject *, obs_observer *);
};

// env struct
struct _subject {
    int state;
    int observer_num;
    obs_observer **observers;
    ProcessFun_1 attach;
    ProcessFun_1 detach;
    ProcessFun_2 notify;
    ProcessFun_2 destroy;
};

void init_subject(obs_subject *subject, ProcessFun_1 attach, ProcessFun_1 detach, ProcessFun_2 notify, ProcessFun_2 destroy)
{
    subject->state = 0;
    subject->observer_num = 0;
    subject->observers = NULL;
    subject->attach = attach;
    subject->detach = detach;
    subject->notify = notify;
    subject->destroy = destroy;
}

void init_observer(obs_observer *observer, const char *name)
{
    strcpy(observer->name, name);
    observer->update = NULL;
}

void attach(obs_subject *subject, obs_observer *observer)
{
    if ( subject->observer_num == 0 )
    {
        subject->observers = (obs_observer **)malloc(sizeof(obs_subject *));
    }
    else
    {
        subject->observers = (obs_observer **)realloc(subject->observers, (subject->observer_num + 1) * sizeof(obs_observer *));
    }
    subject->observers[subject->observer_num++] = observer;
}

void detach(obs_subject *subject, obs_observer *observer)
{
    int i = 0;
    for ( i = 0; i < subject->observer_num; i++ )
    {
        if ( subject->observers[i] == observer )
        {
            break;
        }
    }
    if ( i < subject->observer_num )
    {
        subject->observer_num--;
        subject->observers[i] = subject->observers[subject->observer_num];
        subject->observers = (obs_observer **)realloc(subject->observers, subject->observer_num * sizeof(obs_observer *));
    }
}

void concrete_update(obs_subject *subject, obs_observer *observer) {
    printf("Observer %s received notification: Subject state is now %d\n\n", observer->name, subject->state);
}

void notify(obs_subject *subject)
{
    for ( int i = 0; i < subject->observer_num; i++ )
    {
        if (subject->observers[i]->update != NULL) 
        {
            subject->observers[i]->update(subject, subject->observers[i]);
        }
    }
}

void destroy_subject(obs_subject *subject)
{
    if ( subject->observers != NULL )
    {
        free(subject->observers);
    }
}

int main(int argc, char **args)
{
    // init observer
    obs_observer m_observer_1, m_observer_2;
    init_observer(&m_observer_1, "observer_1");
    init_observer(&m_observer_2, "observer_2");
    m_observer_1.update = concrete_update;
    m_observer_2.update = concrete_update;

    // init env
    obs_subject m_subject;
    init_subject(&m_subject, attach, detach, notify, destroy_subject);
    m_subject.attach(&m_subject, &m_observer_1);
    m_subject.attach(&m_subject, &m_observer_2);


    // process
    m_subject.state = 1;
    m_subject.notify(&m_subject);
    m_subject.state = 2;
    m_subject.notify(&m_subject);
    

    // destroy env
    m_subject.detach(&m_subject, &m_observer_1);
    m_subject.detach(&m_subject, &m_observer_2);
    m_subject.destroy(&m_subject);

    return 0;
}

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观察者设计模式的主要角色
Subject（主题/发布者）：
又称被观察者，负责管理观察者列表，并向观察者发送通知。
提供接口让观察者可以注册自己（订阅）和注销自己（取消订阅）。
在状态发生变化时，遍历观察者列表，通知所有注册的观察者。
Observer（观察者/订阅者）：
订阅主题的更新事件，并执行相应的更新操作。
定义一个接口，以便在得到主题的通知时更新自己。
ConcreteSubject（具体主题）：
具体的主题实现，包含观察者列表，并在状态发生变化时通知观察者。
ConcreteObserver（具体观察者）：
具体的观察者实现，处理来自主题的更新事件。