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4. 观察者模式

news 2025/7/14 5:28:12

一、现实应用场景

教师的手机号改变之后要通知给所有学生
如果有一个学生没有通知到位就会产生遗漏
如何自动完成

二、初步实现

2.1 实现方案1

定义学生和教师类
教师类设置set和get方法
教师的手机号修改后要依次调用所有学生的类重新设置

#include <iostream>class Student
{
private:std::string m_name;std::string m_tPhone;public:Student(const std::string& name){m_name = name;}void setTPhoneNubmer(const std::string& phone){m_tPhone = phone;}void show(){std::cout << "Name: " << m_name << " Teacher's Phone: " << m_tPhone << std::endl;}
};class Teacher
{
private:std::string m_phone;public:Teacher(const std::string& phone){m_phone = phone;}void setPhone(const std::string& phone){m_phone = phone;}std::string getPhone() const {return m_phone;}
};int main()
{Teacher zwz("12345");Student li("LiLei");Student Jie("Jie");Student wcz("wcz");li.setTPhoneNubmer(zwz.getPhone());Jie.setTPhoneNubmer(zwz.getPhone());wcz.setTPhoneNubmer(zwz.getPhone());li.show();Jie.show();wcz.show();//修改zwz.setPhone("67890");li.setTPhoneNubmer(zwz.getPhone());Jie.setTPhoneNubmer(zwz.getPhone());wcz.setTPhoneNubmer(zwz.getPhone());li.show();Jie.show();wcz.show();return 0;
}

2.2 实现方案2

学生类中拥有一个教师的实例，该实例由外部传入
只要教师的手机号在外部修改，那个学生类中只需要通过getPhone()函数即可得到教师的手机号
实现过程如下

#include <iostream>class Teacher
{
private:std::string m_phone;public:Teacher(const std::string& phone){m_phone = phone;}void setPhone(const std::string& phone){m_phone = phone;}std::string getPhone() const{return m_phone;}
};class Student
{
private:std::string m_name;std::string m_tPhone;const Teacher* m_teacher;public:Student(const std::string& name, const Teacher* teacher){m_name = name;m_teacher = teacher;}void show(){std::cout << "Name: " << m_name << " Teacher's Phone: " << m_teacher->getPhone() << std::endl;}
};int main()
{Teacher zwz("12345");Student li("LiLei", &zwz);Student Jie("Jie", &zwz);Student wcz("wcz", &zwz);li.show();Jie.show();wcz.show();//修改zwz.setPhone("67890");li.show();Jie.show();wcz.show();return 0;
}

存在问题
- 两个对象间存在紧耦合关系
- 如果换老师之后，老师的实例还得修改
- 缺少扩展性与灵活性

三、观察者模式

3.1 应用场景

当对象发生变化，通知给其他对象，需要其他对象做出调整
应用程序的可维护性和重用性较高
互动关系不能体现成类之间的直接调用，对象之间关系的解耦

3.2 详解

观察者模式又称为发布订阅模式
两个角色：观察者和被观察对象
两者之间存在”观察“的逻辑关联
当被观察者发生改变的时候，观察者就会观察到这样的变化，并且做出相应的响应
观察不是直接调用
实现观察者模式有很多形式，比较直观的一种是注册-> 通知 -> 撤销注册形式。

3.3 实现

步骤1：观察者将自己注册到被观察对象中，被观察对象将观察者存放在一个容器中。
步骤2：被观察者对象发生了某种变化，从容器中得到所有注册过的观察者，将变化通知观察者。
步骤3（可选）：观察者告诉被观察者要撤销观察，被观察者从容器中将观察者去除。

3.4 设计类图

在这里插入图片描述

ConcreteSubject:
- 主题对象，被观察者，对应老师。
- 他有变化时通知ConcreteObserver类的实例（学生）。学生根据变化自动调用update()做出响应。
- 内部有一个队列存储、移除观察者
- 当状态发生变化时可以调用notifyObservers()通知观察者
将ConcreteSubject与ConcreteObserver类解耦
- 学生不只可以观察老师，还可以观察学院、某个同学等。
- 两个类分别向上抽取了被观察者接口 （Subject）和观察者接口（Observer）。

四、实现

#include <iostream>
#include <list>class IObserver
{
public:virtual void update(void* o) = 0;
};class ISubject
{
public:virtual void registerObserver(IObserver* obj) = 0;virtual void removeObserver(IObserver* obj) = 0;virtual void notifyObserver() = 0;
};class Teacher: ISubject
{
private:std::string m_phone;std::list<IObserver*> m_subject;public:void setPhone(const std::string& phone){m_phone = phone;notifyObserver();}std::string getPhone() const{return m_phone;}void registerObserver(IObserver* o){m_subject.push_back(o);}void removeObserver(IObserver* o){m_subject.remove(o);}void notifyObserver(){for (auto item : m_subject){item->update((void*)m_phone.c_str());}}
};class Student: public IObserver
{
private:std::string m_name;std::string m_tPhone;public:Student(const std::string& name){m_name = name;}void update(void* o){m_tPhone = reinterpret_cast<char*>(o);}void show(){std::cout << "Name: " << m_name << " Teacher's Phone: " << m_tPhone << std::endl;}
};int main()
{Teacher zwz;Student li("LiLei");Student Jie("Jie");Student wcz("wcz");Student test("test");zwz.registerObserver(&li);zwz.registerObserver(&Jie);zwz.registerObserver(&wcz);std::cout << "\n*******设置教师手机号为12345*******" << std::endl;zwz.setPhone("12345");li.show();Jie.show();wcz.show();zwz.removeObserver(&wcz); //移除对wcz的通知std::cout << "\n*******对教师手机号进行修改为67890*******" << std::endl;//修改zwz.setPhone("67890");li.show();Jie.show();std::cout << "\n*******不会被改变*******" << std::endl;wcz.show();  //不会被改变return 0;
}