14-设计模式教学课件(PPT 43页).pptx

1、观察者（观察者（Observer）模式）模式 第1页，共43页。课本例子课本例子l办公时间做与工作无关的事情办公时间做与工作无关的事情l在老板到来时，前台负责通知好友进入工在老板到来时，前台负责通知好友进入工作状态作状态l注意开放注意开放-封闭原则，依赖倒转原则，降封闭原则，依赖倒转原则，降低耦合性。低耦合性。第2页，共43页。通知者接口通知者接口interface Subject void Attach(Observer observer);void Detach(Observer observer);void Notify();string SubjectState get;set;第3页

2、，共43页。class Secretary:Subject /同事列表同事列表 private IList observers=new List();private string action;/增加增加 public void Attach(Observer observer)observers.Add(observer);/减少减少 public void Detach(Observer observer)observers.Remove(observer);第4页，共43页。/通知通知 public void Notify()foreach(Observer o in observers

3、)o.Update();/前台状态前台状态 public string SubjectState get return action;set action=value;第5页，共43页。抽象观察者抽象观察者abstract class Observer protected string name;protected Subject sub;public Observer(string name,Subject sub)this.name=name;this.sub=sub;public abstract void Update();第6页，共43页。看股票的同事看股票的同事class Stoc

4、kObserver:Observer public StockObserver(string name,Subject sub):base(name,sub)public override void Update()Console.WriteLine(0 1 关闭股票行情，继续工作！关闭股票行情，继续工作！,sub.SubjectState,name);第7页，共43页。看看NBA的同事的同事 class NBAObserver:Observer public NBAObserver(string name,Subject sub):base(name,sub)public override

5、void Update()Console.WriteLine(0 1 关闭关闭NBA直播，继续工作！直播，继续工作！,sub.SubjectState,name);第8页，共43页。客户端客户端class Program static void Main(string args)Secretary tongzizhe=new Secretary();StockObserver tongshi1=new StockObserver(魏关姹魏关姹,tongzizhe);NBAObserver tongshi2=new NBAObserver(易管查易管查,tongzizhe);tongzizhe.

6、Attach(tongshi1);tongzizhe.Attach(tongshi2);tongzizhe.SecretaryState=老板回来了！老板回来了！;tongzizhe.Notify();Console.Read();第9页，共43页。l观察者模式又叫做观察者模式又叫做:l发布发布-订阅（订阅（Publish/Subscribe）模式）模式l模型模型-视图（视图（Model/View）模式）模式l源源-监听器（监听器（Source/Listener）模式）模式l从属者（从属者（Dependents）模式。）模式。第10页，共43页。l观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，观察者模

7、式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让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。更新自己。第11页，共43页。l一个软件系统常常要求在某一个对象的状态发生一个软件系统常常要求在某一个对象的状态发生变化的时候，某些其它的对象做出相应的改变。变化的时候，某些其它的对象做出相应的改变。做到这一点的设计方案有很多，但是做到这一点的设计方案有很多，但是为了使系统为了使系统能够易于复用，应该选择低耦合度的设计方案能够易于复用，应该选

8、择低耦合度的设计方案。l减少对象之间的耦合有利于系统的复用，但是同时减少对象之间的耦合有利于系统的复用，但是同时设计师需要使这些低耦合度的对象之间能够维持行设计师需要使这些低耦合度的对象之间能够维持行动的协调一致，保证高度的协作（动的协调一致，保证高度的协作（Collaboration）。）。观察者模式是满足这一要求的各种设计方案中最重要观察者模式是满足这一要求的各种设计方案中最重要的一种。的一种。第12页，共43页。观察者模式的结构 第13页，共43页。l抽象主题（抽象主题（Subject）角色：）角色：l一个目标可以被多个观察者观察一个目标可以被多个观察者观察l目标提供对观察者注册和退订的

9、维护目标提供对观察者注册和退订的维护l当目标的状态发生变化时，目标负责通知所当目标的状态发生变化时，目标负责通知所有注册的、有效地观察者有注册的、有效地观察者第14页，共43页。l抽象观察者（抽象观察者（Observer）角色：）角色：为所有为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。这个接口叫做更新接的通知时更新自己。这个接口叫做更新接口。抽象观察者角色一般用一个抽象类或口。抽象观察者角色一般用一个抽象类或者一个接口实现。在这个示意性的实现中，者一个接口实现。在这个示意性的实现中，更新接口只包含一个方法（即更新接口只包含一个方法（即Upda

10、te()方方法），这个方法叫做法），这个方法叫做更新方法。更新方法。第15页，共43页。l具体主题（具体主题（ConcreteSubject）角色：）角色：将将有关状态存入具体现察者对象；在具体主有关状态存入具体现察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做察者发出通知。具体主题角色又叫做具体具体被观察者角色被观察者角色（Concrete Observable）。）。具体主题角色通常用一个具体子类实现。具体主题角色通常用一个具体子类实现。第16页，共43页。l具体观察者（具体观察者（ConcreteObserver）

11、角色：）角色：具体现察者角色实现抽象观察者角色所要具体现察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协调。如果需要，具体现察者角的状态相协调。如果需要，具体现察者角色可以保存一个指向具体主题对象的引用。色可以保存一个指向具体主题对象的引用。具体观察者角色通常用一个具体子类实现。具体观察者角色通常用一个具体子类实现。第17页，共43页。认识观察者模式认识观察者模式l目标和观察者之间的关系目标和观察者之间的关系l典型的一对多的关系典型的一对多的关系l单向依赖单向依赖l观察者依赖于目标观察者依赖于目标l触发通知的时机触发通知的时机l完

12、成了状态维护后触发完成了状态维护后触发l相互观察相互观察lA、B观察观察C，B、C观察观察A（两套观察模式）（两套观察模式）l注意死循环注意死循环l通知的顺序通知的顺序l绝对不要依赖于通知的顺序，多个观察者之间的功能是绝对不要依赖于通知的顺序，多个观察者之间的功能是平行的，相互不应该有先后的依赖关系平行的，相互不应该有先后的依赖关系第18页，共43页。观察者模式的效果有以下几个优点：观察者模式的效果有以下几个优点：l观察者模式实现了观察者和目标之间的抽观察者模式实现了观察者和目标之间的抽象耦合。象耦合。l观察者模式实现了动态联动观察者模式实现了动态联动l观察者模式支持广播通信。被观察者会向观察

13、者模式支持广播通信。被观察者会向所有的登记过的观察者发出通知。所有的登记过的观察者发出通知。第19页，共43页。缺点缺点l可能会引起无谓的操作。可能会引起无谓的操作。l由于采用广播方式，不管观察者需不需要，由于采用广播方式，不管观察者需不需要，每个观察者都会被调用每个观察者都会被调用update方法方法第20页，共43页。本质本质l触发联动触发联动第21页，共43页。一个实际应用观察者模式的例子 l该例子演示了注册的投资者在股票市场发该例子演示了注册的投资者在股票市场发生变化时，可以自动得到通知生变化时，可以自动得到通知 第22页，共43页。/SubjectabstractclassStock

14、/Fieldsprotectedstringsymbol;protecteddoubleprice;privateArrayListinvestors=newArrayList();/ConstructorpublicStock(stringsymbol,doubleprice)this.symbol=symbol;this.price=price;/MethodspublicvoidAttach(Investorinvestor)investors.Add(investor);publicvoidDetach(Investorinvestor)investors.Remove(investo

15、r);publicvoidNotify()foreach(Investoriininvestors)i.Update(this);第23页，共43页。/PropertiespublicdoublePricegetreturnprice;setprice=value;Notify();publicstringSymbolgetreturnsymbol;setsymbol=value;第24页，共43页。/ConcreteSubjectclassIBM:Stock/ConstructorpublicIBM(stringsymbol,doubleprice):base(symbol,price)/O

16、bserverinterfaceIInvestor/MethodsvoidUpdate(Stockstock);第25页，共43页。/ConcreteObserverclassInvestor:IInvestor/Fieldsprivatestringname;privatestringobserverState;privateStockstock;/ConstructorspublicInvestor(stringname)this.name=name;/MethodspublicvoidUpdate(Stockstock)Console.WriteLine(Notifiedinvestor

17、0of1schangeto2:C,name,stock.Symbol,stock.Price);/PropertiespublicStockStockgetreturnstock;setstock=value;第26页，共43页。/ClientpublicclassObserverApppublicstaticvoidMain(stringargs)/CreateinvestorsInvestors=newInvestor(Sorros);Investorb=newInvestor(Berkshire);/CreateIBMstockandattachinvestorsIBMibm=newIB

18、M(IBM,120.00);ibm.Attach(s);ibm.Attach(b);/Changeprice,whichnotifiesinvestorsibm.Price=120.10;ibm.Price=121.00;ibm.Price=120.50;ibm.Price=120.75;第27页，共43页。Java中的观察者模式中的观察者模式ljava.util.Observable,实现了大部分我们实现了大部分我们需要的目标的功能，还有一个接口需要的目标的功能，还有一个接口Observer，其中定义了，其中定义了update方法，就方法，就是观察者的接口。是观察者的接口。第28页，共43页

19、。C#的的Observer模式模式l实际上在实际上在C#中实现中实现Observer模式没有这模式没有这么辛苦，么辛苦，.NET中提供了中提供了Delegate与与Event机制，我们可以利用这种机制简化机制，我们可以利用这种机制简化Observer模式模式 第29页，共43页。A.14委托与事件l委托委托是对函数的封装，可以当作给方法的特征指定一个名称。而事件事件则是委托的一种特殊形式，当发生有意义的事情时，事件对象处理通知过程。l委托对象用关键字delegate来声明l事件对象用event关键字声明l例：猫和老鼠第30页，共43页。class Cat private string name

20、;public Cat(string name)this.name=name;public delegate void CatShoutEventHandler();public event CatShoutEventHandler CatShout;public void Shout()Console.WriteLine(喵喵,我是我是0.,name);if(CatShout!=null)CatShout();第31页，共43页。classMouseprivatestringname;publicMouse(stringname)this.name=name;publicvoidRun()C

21、onsole.WriteLine(老猫来了，0快跑！,name);第32页，共43页。staticvoidMain(stringargs)Catcat=newCat(Tom);Mousemouse1=newMouse(Jerry);Mousemouse2=newMouse(Jack);cat.CatShout+=newCat.CatShoutEventHandler(mouse1.Run);cat.CatShout+=newCat.CatShoutEventHandler(mouse2.Run);cat.Shout();Console.Read();实例化实例化一个委托一个委托第33页，共43

22、页。l使用委托可以将多个方法绑定到同一个委托变量，当调用此变量时(这里用“调用”这个词，是因为此变量代表一个方法)，可以依次调用所有绑定的方法。l+=是增加委托实例对象的意思l-=减少一个需要触发事件时通知的对象l思考：为什么此处委托及事件调用时都没参数第34页，共43页。delegatevoidUpdateDelegate();/SubjectclassSubjectpubliceventUpdateDelegateUpdateHandler;/MethodspublicvoidAttach(UpdateDelegateud)UpdateHandler+=ud;publicvoidDetac

23、h(UpdateDelegateud)UpdateHandler-=ud;publicvoidNotify()if(UpdateHandler!=null)UpdateHandler();第35页，共43页。/ConcreteSubjectclassConcreteSubject:Subject/FieldsprivatestringsubjectState;/PropertiespublicstringSubjectStategetreturnsubjectState;setsubjectState=value;第36页，共43页。/ConcreteObserverclassConcrete

24、Observerprivatestringname;privatestringobserverState;privateConcreteSubjectsubject;publicConcreteObserver(ConcreteSubjectsubject,stringname)this.subject=subject;this.name=name;publicvoidUpdate()observerState=subject.SubjectState;Console.WriteLine(Observer0snewstateis1,name,observerState);publicConcr

25、eteSubjectSubjectgetreturnsubject;setsubject=value;第37页，共43页。classAnotherObserver/MethodspublicvoidShow()Console.WriteLine(AnotherObservergotanNotification!);第38页，共43页。publicclassClientpublicstaticvoidMain(stringargs)ConcreteSubjects=newConcreteSubject();ConcreteObservero1=newConcreteObserver(s,1);C

26、oncreteObservero2=newConcreteObserver(s,2);AnotherObservero3=newAnotherObserver();s.Attach(newUpdateDelegate(o1.Update);s.Attach(newUpdateDelegate(o2.Update);s.Attach(newUpdateDelegate(o3.Show);s.SubjectState=ABC;s.Notify();Console.WriteLine(-);s.Detach(newUpdateDelegate(o1.Update);s.SubjectState=DE

27、F;s.Notify();第39页，共43页。关键的代码如下：关键的代码如下：ldelegate void UpdateDelegate();l定义一个定义一个Delegate，用来规范函数结构。不，用来规范函数结构。不管是管是ConcreteObserver类的类的Update方法还方法还是是AnotherObserver类的类的Show方法都符合方法都符合该该Delegate。这不象用。这不象用Observer接口来规范接口来规范必须使用必须使用Update方法那么严格。只要符合方法那么严格。只要符合Delegate所指定的方法结构的方法都可以在所指定的方法结构的方法都可以在后面被事件所处

28、理。后面被事件所处理。第40页，共43页。lpublic event UpdateDelegate UpdateHandler;l定义一个事件，一旦触发，可以调用一组符合定义一个事件，一旦触发，可以调用一组符合UpdateDelegate规范的方法。规范的方法。第41页，共43页。l public void Attach(UpdateDelegate ud)UpdateHandler+=ud;l订阅事件。只要是一个满足订阅事件。只要是一个满足UpdateDelegate的方法，就可以的方法，就可以进行订阅操作（如下所示）进行订阅操作（如下所示）l s.Attach(new UpdateDelegate(o1.Update);s.Attach(new UpdateDelegate(o2.Update);s.Attach(new UpdateDelegate(o3.Show);第42页，共43页。l在在Notify方法中：方法中：lpublic void Notify()if(UpdateHandler!=null)UpdateHandler();l只要只要UpdateHandler!=null（表示有订阅者），（表示有订阅者），就可以触发事件（就可以触发事件（UpdateHandler()），所有的），所有的订阅者便会接到通知。订阅者便会接到通知。第43页，共43页。