Observer设计模式

待我称王封你为后i 2022-09-28 14:26 120阅读 0赞

### Observer设计模式简介 ###

上面的例子显然能完成我们之前描述的工作，但是却并不够好。现在假设热水器由三部分组成：热水器、警报器、显示器，它们来自于不同厂商并进行了组装。那么，应该是**热水器**仅仅负责烧水，它不能发出警报也不能显示水温；在水烧开时由**警报器**发出警报、**显示器**显示提示和水温。

这时候，上面的例子就应该变成这个样子：

// 热水器  
public class Heater \{  
    private int temperature;  
         
    // 烧水  
    private void BoilWater() \{  
       for (int i = 0; i <= 100; i++) \{  
           temperature = i;  
        \}  
    \}  
\}  
  
// 警报器  
public class Alarm\{  
    private void MakeAlert(int param) \{  
       Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 \{0\} 度了：" , param);  
    \}  
\}  
  
// 显示器  
public class Display\{  
    private void ShowMsg(int param) \{  
       Console.WriteLine("Display：水已烧开，当前温度：\{0\}度。" , param);  
    \}  
\}

这里就出现了一个问题：如何在水烧开的时候通知报警器和显示器？在继续进行之前，我们先了解一下Observer设计模式，Observer设计模式中主要包括如下两类对象：

1.  Subject：监视对象，它往往包含着其他对象所感兴趣的内容。在本范例中，热水器就是一个监视对象，它包含的其他对象所感兴趣的内容，就是temprature字段，当这个字段的值快到100时，会不断把数据发给监视它的对象。
2.  Observer：监视者，它监视Subject，当Subject中的某件事发生的时候，会告知Observer，而Observer则会采取相应的行动。在本范例中，Observer有警报器和显示器，它们采取的行动分别是发出警报和显示水温。

在本例中，事情发生的顺序应该是这样的：

1.  警报器和显示器告诉热水器，它对它的温度比较感兴趣(注册)。
2.  热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。
3.  热水器进行烧水这一动作，当水温超过95度时，通过对警报器和显示器的引用，自动调用警报器的MakeAlert()方法、显示器的ShowMsg()方法。

类似这样的例子是很多的，GOF对它进行了抽象，称为Observer设计模式：**Observer设计模式是为了定义对象间的一种一对多的依赖关系，以便于当一个对象的状态改变时，其他依赖于它的对象会被自动告知并更新。Observer模式是一种松耦合的设计模式。**

### 实现范例的Observer设计模式 ###

我们之前已经对委托和事件介绍很多了，现在写代码应该很容易了，现在在这里直接给出代码，并在注释中加以说明。

using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Text;  
  
namespace Delegate \{  
    // 热水器  
    public class Heater \{  
       private int temperature;  
       public delegate void BoilHandler(int param);   //声明委托  
       public event BoilHandler BoilEvent;        //声明事件  
  
       // 烧水  
       public void BoilWater() \{  
           for (int i = 0; i <= 100; i++) \{  
              temperature = i;  
  
              if (temperature > 95) \{  
                  if (BoilEvent != null) \{ //如果有对象注册  
                      BoilEvent(temperature);  //调用所有注册对象的方法  
                  \}  
              \}  
           \}  
       \}  
    \}  
  
    // 警报器  
    public class Alarm \{  
       public void MakeAlert(int param) \{  
           Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 \{0\} 度了：", param);  
       \}  
    \}  
  
    // 显示器  
    public class Display \{  
       public static void ShowMsg(int param) \{ //静态方法  
           Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：\{0\}度。", param);  
       \}  
    \}  
     
    class Program \{  
       static void Main() \{  
           Heater heater = new Heater();  
           Alarm alarm = new Alarm();  
  
           heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert;    //注册方法  
           heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert;   //给匿名对象注册方法  
           heater.BoilEvent += Display.ShowMsg;       //注册静态方法  
  
           heater.BoilWater();   //烧水，会自动调用注册过对象的方法  
       \}  
    \}  
\}  
输出为：  
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：  
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：  
Display：水快烧开了，当前温度：96度。  
// 省略...

## .Net Framework中的委托与事件 ##

尽管上面的范例很好地完成了我们想要完成的工作，但是我们不仅疑惑：为什么.Net Framework 中的事件模型和上面的不同？为什么有很多的EventArgs参数？

在回答上面的问题之前，我们先搞懂 .Net Framework的编码规范：

*  委托类型的名称都应该以EventHandler结束。
 *  委托的原型定义：有一个void返回值，并接受两个输入参数：一个Object 类型，一个 EventArgs类型(或继承自EventArgs)。
 *  事件的命名为 委托去掉 EventHandler之后剩余的部分。
 *  继承自EventArgs的类型应该以EventArgs结尾。

再做一下说明：

1.  委托声明原型中的Object类型的参数代表了Subject，也就是监视对象，在本例中是 Heater(热水器)。回调函数(比如Alarm的MakeAlert)可以通过它访问触发事件的对象(Heater)。
2.  EventArgs 对象包含了Observer所感兴趣的数据，在本例中是temperature。

**上面这些其实不仅仅是为了编码规范而已，这样也使得程序有更大的灵活性。**比如说，如果我们不光想获得热水器的温度，还想在Observer端(警报器或者显示器)方法中获得它的生产日期、型号、价格，那么委托和方法的声明都会变得很麻烦，而如果我们将热水器的引用传给警报器的方法，就可以在方法中直接访问热水器了。

现在我们改写之前的范例，让它符合 .Net Framework 的规范：

using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Text;  
  
namespace Delegate \{  
    // 热水器  
    public class Heater \{  
       private int temperature;  
       public string type = "RealFire 001";       // 添加型号作为演示  
       public string area = "China Xian";         // 添加产地作为演示  
       //声明委托  
       public delegate void BoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);  
       public event BoiledEventHandler Boiled; //声明事件  
  
       // 定义BoiledEventArgs类，传递给Observer所感兴趣的信息  
       public class BoiledEventArgs : EventArgs \{  
           public readonly int temperature;  
           public BoiledEventArgs(int temperature) \{  
              this.temperature = temperature;  
           \}  
       \}  
  
       // 可以供继承自 Heater 的类重写，以便继承类拒绝其他对象对它的监视  
       protected virtual void OnBoiled(BoiledEventArgs e) \{  
           if (Boiled != null) \{ // 如果有对象注册  
              Boiled(this, e);  // 调用所有注册对象的方法  
           \}  
       \}  
        
       // 烧水。  
       public void BoilWater() \{  
           for (int i = 0; i <= 100; i++) \{  
              temperature = i;  
              if (temperature > 95) \{  
                  //建立BoiledEventArgs 对象。  
                  BoiledEventArgs e = new BoiledEventArgs(temperature);  
                  OnBoiled(e);  // 调用 OnBolied方法  
              \}  
           \}  
       \}  
    \}  
  
    // 警报器  
    public class Alarm \{  
       public void MakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) \{  
           Heater heater = (Heater)sender;     //这里是不是很熟悉呢？  
           //访问 sender 中的公共字段  
           Console.WriteLine("Alarm：\{0\} - \{1\}: ", heater.area, heater.type);  
           Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 \{0\} 度了：", e.temperature);  
           Console.WriteLine();  
       \}  
    \}  
  
    // 显示器  
    public class Display \{  
       public static void ShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) \{   //静态方法  
           Heater heater = (Heater)sender;  
           Console.WriteLine("Display：\{0\} - \{1\}: ", heater.area, heater.type);  
           Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：\{0\}度。", e.temperature);  
           Console.WriteLine();  
       \}  
    \}  
  
    class Program \{  
       static void Main() \{  
           Heater heater = new Heater();  
           Alarm alarm = new Alarm();  
  
           heater.Boiled += alarm.MakeAlert;   //注册方法  
           heater.Boiled += (new Alarm()).MakeAlert;      //给匿名对象注册方法  
           heater.Boiled += new Heater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert);    //也可以这么注册  
           heater.Boiled += Display.ShowMsg;       //注册静态方法  
  
           heater.BoilWater();   //烧水，会自动调用注册过对象的方法  
       \}  
    \}  
\}  
  
输出为：  
Alarm：China Xian - RealFire 001:  
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：  
Alarm：China Xian - RealFire 001:  
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：  
Alarm：China Xian - RealFire 001:  
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：  
Display：China Xian - RealFire 001:  
Display：水快烧开了，当前温度：96度。  
// 省略 ...

## 总结 ##

在本文中我首先通过一个GreetingPeople的小程序向大家介绍了委托的概念、委托用来做什么，随后又引出了事件，接着对委托与事件所产生的中间代码做了粗略的讲述。

在第二个稍微复杂点的热水器的范例中，我向大家简要介绍了 Observer设计模式，并通过实现这个范例完成了该模式，随后讲述了.Net Framework中委托、事件的实现方式。

希望这篇文章能给你带来帮助。

PS：又一个模式应用的文章，我把它用在了我的项目中，非常实用的设计模式~！

转自：[http://www.tracefact.net/CSharp-Programming/Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx][http_www.tracefact.net_CSharp-Programming_Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx]

[http_www.tracefact.net_CSharp-Programming_Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx]: http://www.tracefact.net/CSharp-Programming/Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx