【设计模式】Head First 设计模式——观察者模式 C++实现

冷不防 2023-10-15 11:59 34阅读 0赞

> 设计模式最大的作用就是在变化和稳定中间寻找隔离点，然后分离它们，从而管理变化。将变化像小兔子一样关到笼子里，让它在笼子里随便跳，而不至于跳出来把你整个房间给污染掉。

### 设计思想 ###

主题对象（出版者）管理某些数据，当主题内的数据改变，就会通知观察者（订阅者）。

观察者模式定义了对象之间的一对多依赖，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。相比让多个对象控制同一份数据，可以得到更干净的OO设计。

### 业务场景 ###

假定现在有一个气象站类，这个气象站类会不定时更新温度，湿度，气压的最新数据，要求你在这些数值变化时，立即通知一些气象局进行展示，而他们得到的数据是一样的，但是采用的展示手段可能是不一样的，比如有的采用图示，有的采用文字，有的采用语音播报等，给出设计代码。

### 代码案例 ###

#include <iostream>
    #include <vector>
    #include <algorithm>
    
    using namespace std;
    
    // 观察者抽象类
    class Observer
    {
    public:
        virtual void update(const float tmp, const float hum, const float pre) = 0;
        virtual ~Observer() {}
    };
    
    // 展示抽象类
    class Display
    {
    public:
        virtual void display() const = 0;
        virtual ~Display() {}
    };
    
    // 主题抽象类
    class Subject
    {
    public:
        virtual void registerObserver(Observer* b) = 0;
        virtual void removeObserver(Observer* b)   = 0;
        virtual void notifyObserver() const        = 0;
        virtual ~Subject() {}
    };
    
    class WeatherData : public Subject
    {
    private:
        std::vector<Observer*> observers;
        float                  temperature = 0;
        float                  humidity    = 0;
        float                  pressure    = 0;
    
    public:
        WeatherData() : Subject() {}
    
        void registerObserver(Observer* b)
        {
            observers.push_back(b);
        }
    
        void removeObserver(Observer* ob)
        {
            auto it = find(observers.begin(), observers.end(), ob);
            if (it != observers.end())
            {
                observers.erase(it);
            }
        }
        // 通知观察者，使得所有观察者更新信息。
        void notifyObserver() const
        {
            for (auto& it : observers)
            {
                it->update(temperature, humidity, pressure);
            }
        }
    
        void measurementsChanged()
        {
            notifyObserver();
        }
    
        // 设置气象站天气信息并通知观察者。
        void setMeasurements(const float tmp, const float hum, const float pre)
        {
            temperature = tmp;
            humidity    = hum;
            pressure    = pre;
            measurementsChanged();
        }
    
        ~WeatherData()
        {
            for (auto& each : observers)
            {
                delete each;
                each = nullptr;
            }
        }
    };
    
    class CurrentConditionsDisplay : public Observer, public Display
    {
    private:
        float    temperature = 0;
        float    humidity    = 0;
        Subject* weatherData = nullptr;
    
    public:
        // 初始化信息板，并在气象站对其登记。
        CurrentConditionsDisplay(Subject* wd) : Observer(), Display()
        {
            weatherData = wd;
            weatherData->registerObserver(this);
        }
        // 更新天气信息并展示。
        void update(const float tmp, const float hum, const float pre)
        {
            temperature = tmp;
            humidity    = hum;
            display();
        }
    
        void display() const
        {
            cout << "气象局1: 当前温度：" << temperature << ", 当前湿度：" << humidity << endl;
        }
    
        ~CurrentConditionsDisplay()
        {
            if (weatherData)
            {
                delete weatherData;
                weatherData = nullptr;
            }
        }
    };
    
    class CurrentConditionsDisplay2 : public Observer, public Display
    {
    private:
        float    temperature = 0;
        float    humidity    = 0;
        Subject* weatherData = nullptr;
    
    public:
        // 初始化信息板，并在气象站对其登记。
        CurrentConditionsDisplay2(Subject* wd) : Observer(), Display()
        {
            weatherData = wd;
            weatherData->registerObserver(this);
        }
        // 更新天气信息并展示。
        void update(const float tmp, const float hum, const float pre)
        {
            temperature = tmp;
            humidity    = hum;
            display();
        }
    
        void display() const
        {
            cout << "气象局2: 当前温度：" << temperature << ", 当前湿度：" << humidity << endl;
        }
    
        ~CurrentConditionsDisplay2()
        {
            if (weatherData)
            {
                delete weatherData;
                weatherData = nullptr;
            }
        }
    };
    
    int main()
    {
        WeatherData*               wd  = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay*  cd  = new CurrentConditionsDisplay(wd);
        CurrentConditionsDisplay2* cd2 = new CurrentConditionsDisplay2(wd);
    
        // wd修改天气信息 并通知展示板
        wd->setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        wd->setMeasurements(60, 35, 32.1f);
        wd->removeObserver(cd);
        cout << "~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~" << endl;
        wd->setMeasurements(60, 35, 31.1f);
    
        return 0;
    }