"Head First"设计模式读书笔记——观察者模式

观察者模式：定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，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。

问题描述：

观察者日报需要新增一个电子版报纸系统，要求订阅电子版报纸的用户可以实时的获取最新报纸。

系统需要有注册用户和注销用户功能。当有最新的报纸出版时，所有订阅了报纸的用户可以自动获得最新版报纸。

系统设计：

观察者模式用于定义对象之间的一对多依赖，当一个对象状态改变的时候，其他对其依 赖的对象都能收到改变后的状态。在“观察者日报”所要求的系统中，正好符合这一定义。出版者和订阅者之间的关系为一对多依赖，每当有新的报纸出版（出版者 的状态改变了），所有的订阅者都可以收到并显示最新的报纸（收到出版者的最新状态并自动更新）

系统设计的第一步是设计出版者超类型和订阅者超类型，两者各自确立相应的接口。出版者超类型（Subject）和订阅者超类型（Observer）定义如下图：

代码实现：

    interface Subject
    {
        void registerObserver(Observer o);
        void removeObserver(Observer o);
        void notifyObservers();
    }
    interface Observer
    {
        void update(Newspaper n);
        void display();
    }

其中Subject接口定义了registerObserver和removeObserver方法，用于注册和注销订阅者、notifyObservers方法用于向订阅者发送最新的报纸。Observer接口定义了update方法，用于更新自己的报纸、display方法用于显示自己收到的报纸。

Newspaper类型的代码实现如下：

Newspaper
    class Newspaper
    {
        string content;
        public Newspaper(string content)
        {
            this.content = content;
        }

        public void setContent(string content)
        {
            this.content = content;
        }
        public void display()
        {
            Console.WriteLine(content);
        }
    }

任何一个出版者必须实现Subject接口，观察者日报办公室定义如下：

代码实现：

Newspaper Office
    class NewspaperOffice:Subject
    {
        List<Observer> observers;
        Newspaper newspaper;
        public NewspaperOffice()
        {
            observers = new List<Observer>();
        }
        public void changeNewspaper(Newspaper n)
        {
            newspaper = n;
            notifyObservers();
        }
        Subject Members Subject Members

        public void registerObserver(Observer o)
        {
            observers.Add(o);
        }

        public void removeObserver(Observer o)
        {
            observers.Remove(o);
        }

        public void notifyObservers()
        {
            foreach (Observer var in observers)
            {
                var.update(newspaper);
            }
        }

        #endregion
    }

NewspaperOffice类中含有一个Newspaper类型的变量，用于表示当前最新的报纸、一个Observers列表，用于记录当前所有的订阅者。

“观察者日报”最初是面向中国地区的，有许多中国订阅者，定义如下：

代码实现：

Chinese
    class Chinese:Observer
    {
        Newspaper newspaper;

        Observer Members Observer Members

        public void update(Newspaper n)
        {
            this.newspaper = n;
            display();
        }

        public void display()
        {
            Console.WriteLine("I am a chinese and I have got the newspaper");
            this.newspaper.display();
        }
        #endregion
    }

Chinese类中含有一个newspaper变量，用于标示自己当前收到的报纸。

“观察者日报”采用新的系统后大获成功，超人感觉应该让所有氪星人人手一份，以增 长见识，所以又来了许多氪星订阅者。这时问题出现了，日报没有客星语言版的，怎么办呢，为了让所有氪星人都能读懂报纸，必须在氪星订阅者中添加一个翻译方 法，将中文版的“观察者日报”翻译成氪星版日报。氪星订阅者的定义如下：

代码实现：

Kryptonies
    class Kryptonies:Observer
    {
        Newspaper newspaper;

        public Newspaper translate(Newspaper n)
        {
            Newspaper tmp = n;
            //translate the newpaper.
            tmp.setContent("@#$$(@*&@&^@**@(!)!@))#(@&@$@*#*$^*@(");
            return tmp;
        }
        Observer Members Observer Members

        public void update(Newspaper n)
        {
            this.newspaper = n;
            display();
        }

        public void display()
        {
            Console.WriteLine("I am a kryptonies and I have got the newspaper");
            translate(newspaper).display();
        }
        #endregion
    }

为“观察者日报”添加一Chinese类型订阅者，和一Kryptonies订阅者，当有新的报纸出版的时候，所有的订阅者会自动更新并显示最新报纸。Kryptonies订阅者会自行将收到的报纸翻译成氪星语，出版者只负责发送报纸，不必管，也不必知道订阅者如何处理收到的报纸。系统类图如下：

测试扩展性：

现在来测试一下系统的扩展性，“观察者日报”最近新推出了一个版面——“身边的特异功能者”，Sylar发现了这个版面后兴奋的三天没合眼，有了这个版面，再也不需要追着Mohinder博士抢什么地图了，只要每天订阅这个报纸就可以轻而易举的找到那些超能者，挖开他们的大脑，获得他们的能力。Sylar立即订阅了一份“观察者日报”。

Sylar的定义如下：

代码实现：

Sylar
    class Sylar:Observer
    {
        Newspaper newspaper;

        Observer Members Observer Members

        public void update(Newspaper n)
        {
            this.newspaper = n;
            display();
        }

        public void display()
        {
            Console.WriteLine("I am Sylar and I have got the newspaper");
            this.newspaper.display();
        }
        #endregion
    }

Sylar很快将自己注册成订阅者中的一员。现在Sylar也能不断收到最新的报纸了。那些超能者要小心了。增加Sylar后，系统类图如下：

Sylar发现自己只需要“观察者日报”的一个版面，其他都是累赘。于是他决定收到报纸后只剪下自己需要的板块，其他的都丢掉。改进Sylar类，增加剪报功能。改进后的Sylar类图如下：

改进后的Sylar代码实现：

Improved Sylar
    class Sylar:Observer
    {
        Newspaper newspaper;

        public Newspaper cutNewspaper(Newspaper n)
        {
            Newspaper tmp = n;
            //cut the tmp
            //
            return tmp;
        }
        Observer Members Observer Members

        public void update(Newspaper n)
        {
            this.newspaper = n;
            display();
        }

        public void display()
        {
            Console.WriteLine("I am Sylar and I have got the newspaper");
            this.newspaper.display();
            //cutNewspaper(newspaper).display();
        }
        #endregion
    }

现在Sylar不但能收到最新的报纸，还能在收到后自行决定只显示某一个版面。

由此可见观察者模式具有很好的可扩展性。订阅者只要实现了Observer接口就可以成为一个“观察者”，而出版者只要实现了Subject接口就可以成为一个“主题”。至于两者中对方内部是怎样实现的，各自完全不必理会。出版者只管将最新报纸（状态）发送出去，而订阅者收到最新报纸（状态）后完全可以自行决定如何处理而不会影响到其他的订阅者。

总结：

文中的观察者模式采用的是“推”的方式，只要有新的状态，主题（出版者）就会将最 新的状态发送给观察者（订阅者）。还有另外一种“拉”的方式。在“拉”的方式下由观察者（订阅者）决定何时要新的状态而不必每次都被动的接受主题（出版 者）发来的状态。不过在这种状态下主题（出版者）必须定义一系列的getter方法来get相应的状态，因此而门户打开，有一定的安全隐患。读者可自行实现。