C#设计模式——观察者模式(Observer Pattern)

Posted 2020-08-16 星火卓越

一、概述
在软件设计工作中会存在对象之间的依赖关系，当某一对象发生变化时，所有依赖它的对象都需要得到通知。如果设计的不好，很容易造成对象之间的耦合度太高，难以应对变化。使用观察者模式可以降低对象之间的依赖，以松耦合的方式实现这一目标。
二、观察者模式
观察者模式定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。其结构图如下：

Subject知道它的所有观察者并提供了观察者注册和删除订阅的接口。
Observer为那些在目标发生改变时需获得通知的对象定义一个更新接口。
ConcreteSubject实现Subject接口，当改变状态时向依赖于它的ConcreteObserver发送通知。
ConcreteObserver实现Observer的更新接口，使得自身能根据ConcreteSubject状态的不同而做出相应的改变。
观察者模式分为推模式和拉模式两种。推模式是当有通知时，把依赖对象的信息以参数的形式传递给所有观察者，而拉模式通知方法本身并不带任何的参数，是由观察者自己到依赖对象那里取回相关信息。在推模式下，所有观察者都通过参数传递的方式得到依赖对象的全部信息，与依赖对象之间的耦合较低，但不能实现“按需所取”所需要信息的。而拉模式仅仅是通知观察者，至于要不要提取依赖对象的信息则是观察者自己的事情，这么一来就实现“按需所取”，但往往要在ConcreteObserver里保存一个ConcreteSubject的引用，与ConcreteSubject的耦合也加强了。
观察者模式的Subject一般需要提供观察者注册和删除订阅的接口，但在.NET中，往往可以利用事件和委托的特性来实现观察者模式，这是一种更为优雅的方案。
三、示例
我们现在利用事件实现观察者模式。我们设计一个信用卡消费的简单例子，在消费的同时需要对用户账户进行扣款，同时对用户进行短信提醒。
首先定义信用卡类，当消费金额变动时会触发Notify方法通知该对象的所有观察者。

 1     public class CreditCard : EventArgs
 2     {
 3         private float _spendAmount;
 4         public event EventHandler<CreditCard> SpendMoney;
 5 
 6         public float SpendAmount
 7         {
 8             get
 9             {
10                 return _spendAmount;
11             }
12             set
13             {
14                 _spendAmount = value;
15                 Notify();
16             }
17         }
18 
19         private void Notify()
20         {
21             if (SpendMoney != null)
22             {
23                 SpendMoney(this, this);
24             }
25         }
26     }

接着定义Observer接口，并使用户帐户类和短信提醒类实现这个接口，其中这两个ConcreteObserver类的Update方法签名必须与CreditCard中的事件SendMoney一致，否则就无法注册到CreditCard。

 1    public interface IObserver<T>
 2     {
 3         void Update(Object sender, T e);
 4     }
 5 
 6     public class SMSNotify : IObserver<CreditCard>
 7     {
 8         public void Update(Object sender, CreditCard e)
 9         {
10             Console.WriteLine("Sms notify.Spend {0}", e.SpendAmount);
11         }
12     }
13 
14     public class Account : IObserver<CreditCard>
15     {
16         private float _accountAmount;
17 
18         public Account(float accountAmount)
19         {
20             _accountAmount = accountAmount;
21         }
22 
23         public void Update(Object sender, CreditCard e)
24         {
25             _accountAmount += e.SpendAmount;
26             Console.WriteLine("Account amount is {0}", _accountAmount);
27         }
28     }

最后看一下客户端调用。

1     static void Main(string[] args)
2     {
3         CreditCard creditCard = new CreditCard();
4         SMSNotify sms = new SMSNotify();
5         Account account = new Account(1000);
6         creditCard.SpendMoney += account.Update;
7         creditCard.SpendMoney += sms.Update;
8         creditCard.SpendAmount = 200;
9     }