观察者设计模式

观察者设计模式（Observer Design Pattern），又称为发布-订阅模式（Publish-Subscribe Pattern），是一种软件设计模式，使得多个对象（称为"观察者"或"订阅者"）可以监听另一个对象（称为"主题"或"发布者"）的状态变化。当主题对象的状态发生变化时，所有注册为观察者的对象都会得到通知并自动更新。

观察者模式的核心组件包括：

主题（Subject）：
- 主题是被观察的对象，它维护了一系列观察者对象的引用，并提供接口供观察者注册（订阅）或注销（取消订阅）。
观察者（Observer）：
- 观察者是监听主题的对象，它们实现了一个统一的接口，以便在主题状态更新时接收通知。
具体主题（Concrete Subject）：
- 具体主题是主题的具体实现，它包含当前状态和所有观察者的引用，并负责在状态改变时通知观察者。
具体观察者（Concrete Observer）：
- 具体观察者是观察者的具体实现，它们在接收到主题的通知时更新自己的状态。

观察者模式的主要优点包括：

解耦：主题和观察者之间的耦合度降低，因为主题通常不知道观察者的具体身份。
可扩展性：可以很容易地添加更多的观察者，而不需要修改主题的代码。
动态性 ：观察者可以动态地订阅或取消订阅主题的通知。

观察者模式是行为设计模式之一，它定义了对象间的一种一对多的依赖关系，让一个对象的改变能够触发其他对象的改变。以下是使用C#实现观察者模式的一个实际例子：

假设我们有一个新闻发布系统，当发布新闻时，所有订阅者（观察者）都应该收到新闻通知。

定义观察者接口

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public interface IObserver
{
    void Update(string news);
}

定义主题接口

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public interface ISubject
{
    void Register(IObserver observer);
    void Unregister(IObserver observer);
    void Notify(string news);
}

具体主题

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public class NewsAgency : ISubject
{
    private List<IObserver> observers = new List<IObserver>();

    public void Register(IObserver observer)
    {
        if (!observers.Contains(observer))
        {
            observers.Add(observer);
        }
    }

    public void Unregister(IObserver observer)
    {
        observers.Remove(observer);
    }

    public void Notify(string news)
    {
        foreach (var observer in observers)
        {
            observer.Update(news);
        }
    }

    // 发布新闻的方法
    public void ReleaseNews(string news)
    {
        Console.WriteLine("News has been released: " + news);
        Notify(news);
    }
}

具体观察者

cs 复制代码

public class NewsSubscriber : IObserver
{
    public void Update(string news)
    {
        Console.WriteLine("NewsSubscriber received news: " + news);
    }
}

客户端代码

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class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建新闻发布机构
        NewsAgency newsAgency = new NewsAgency();

        // 创建订阅者
        IObserver subscriber1 = new NewsSubscriber();
        IObserver subscriber2 = new NewsSubscriber();

        // 订阅新闻
        newsAgency.Register(subscriber1);
        newsAgency.Register(subscriber2);

        // 发布新闻
        newsAgency.ReleaseNews("New C# Features in 2024");

        // 取消订阅
        newsAgency.Unregister(subscriber1);

        // 再次发布新闻，subscriber1 将不会收到通知
        newsAgency.ReleaseNews("New Update on .NET 7 Performance");
    }
}

在这个例子中，NewsAgency 是具体主题，它维护了一系列订阅者（观察者），并在发布新闻时通知他们。NewsSubscriber 是具体观察者，实现了 IObserver 接口，当接收到新闻时输出新闻内容。

客户端代码演示了如何创建主题和观察者，注册观察者，发布新闻，并取消订阅。当 NewsAgency 发布新闻时，所有注册的观察者都会收到通知并更新自己的状态（在这个例子中是输出新闻内容）。

观察者模式非常适合于实现消息发布和订阅系统、事件处理系统等场景，它有助于降低系统各部分之间的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。