在 C# 中，如何实现观察者模式？

观察者模式是一种设计模式，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某一个主题对象。当该主题对象的状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。这个模式常用于事件处理系统、通知系统等场景。

主题（Subject）：主题对象持有一个观察者列表，当自身状态发生变化时，通知所有观察者。通常包含方法来添加和移除观察者。

观察者（Observer）：一个接口或抽象类，当它所观察的主题状态发生变化时接受通知。每个观察者都实现一个更新方法，该方法会在主题状态改变时被调用。

具体主题（Concrete Subject）：具体实现的主题，并在状态发生变化时，通知观察者。

具体观察者（Concrete Observer）：具体实现的观察者，在接收到主题通知时执行相应的动作。

简单解释

想象一下，你是一本报纸的编辑（主题），有许多订阅者（观察者）想要在你出版新文章时被通知。当你完成一篇新文章时，你就会通知所有的订阅者。这就是观察者模式的基本思想。

定义观察者接口

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// 定义一个观察者接口，所有的订阅者都需要实现这个接口
public interface ISubscriber
{
    // 更新方法，当主题有新消息时调用
    void Update(string article);
}

实现具体的观察者

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// 实现具体的观察者类
public class Subscriber : ISubscriber
{
    private string name;

    // 构造函数，用于初始化订阅者的姓名
    public Subscriber(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    // 当收到新文章的通知时，输出相关信息
    public void Update(string article)
    {
        Console.WriteLine($"{name} 收到了新文章: {article}");
    }
}

定义主题接口

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// 定义主题接口，收集和管理所有订阅者
public interface INewsPaper
{
    // 添加订阅者
    void Subscribe(ISubscriber subscriber);

    // 移除订阅者
    void Unsubscribe(ISubscriber subscriber);

    // 发布新文章，通知所有订阅者
    void PublishArticle(string article);
}

实现具体的主题

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using System.Collections.Generic;

// 实现具体的主题类
public class NewsPaper : INewsPaper
{
    // 用于保存所有订阅者的列表
    private List<ISubscriber> subscribers = new List<ISubscriber>();

    // 添加新订阅者到列表
    public void Subscribe(ISubscriber subscriber)
    {
        subscribers.Add(subscriber);
    }
    // 从列表中移除订阅者
    public void Unsubscribe(ISubscriber subscriber)
    {
        subscribers.Remove(subscriber);
    }
    // 当有新文章时，通知所有订阅者
    public void PublishArticle(string article)
    {
        Console.WriteLine($"出版新文章: {article}");
        foreach (var subscriber in subscribers)
        {
            // 调用每个订阅者的更新方法
            subscriber.Update(article);
        }
    }
}

使用示例

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class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建一个报纸对象
        NewsPaper newsPaper = new NewsPaper();

        // 创建订阅者对象
        ISubscriber alice = new Subscriber("Alice");
        ISubscriber bob = new Subscriber("Bob");

        // 订阅者 Alice 和 Bob 订阅了报纸
        newsPaper.Subscribe(alice);
        newsPaper.Subscribe(bob);

        // 发布新文章，订阅者会收到通知
        newsPaper.PublishArticle("观察者模式在C#中的使用");

        // Bob 决定退订不再接收新文章
        newsPaper.Unsubscribe(bob);

        // 发布另一篇文章，只有 Alice 会收到通知
        newsPaper.PublishArticle("C#编程实用技巧");
    }
}

运行结果

解释

ISubscriber 和 INewsPaper 是接口，定义了订阅者和报纸需要的功能。
Subscriber 是具体的观察者，收到新文章的通知后，会输出一条消息。
NewsPaper 是具体的主题，保存了一组订阅者，并在每次发布新文章时通知他们。
在 Main 方法中，我们创建了一份报纸和两个订阅者，这些订阅者在文章发布时会收到通知。