[设计模式] Observer

原创

鱼竿钓鱼干 2022-11-25 19:06:41 ©著作权

文章标签 c++ 设计模式面向对象编程依赖关系抽象基类 文章分类 运维

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Observer

动机

在软件构建过程中，我们需要为某些对象建立一种“通知依赖关系” ——一个对象（目标对象）的状态发生改变，所有的依赖对象（观察者对象）都将得到通知。如果这样的依赖关系过于紧密，将使软件不能很好地抵御变化。
使用面向对象技术，可以将这种依赖关系弱化，并形成一种稳定的依赖关系。从而实现软件体系结构的松耦合。

模式定义

定义对象间的一种一对多（变化）的依赖关系，以便当一个对象(Subject)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。
——《设计模式》 GoF

SHOW ME THE CODE

以文件分割器为例

MainForm1.cpp界面

class MainForm : public Form
{
  TextBox* txtFilePath;
  TextBox* txtFileNumber;
  ProgressBar* progressBar;//进度条

public:
  void Button1_Click(){

    string filePath = txtFilePath->getText();
    int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());

    FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);

    splitter.split();

  }
};

FileSplitter1.cpp文件分割器

class FileSplitter
{
  string m_filePath;
  int m_fileNumber;
  ProgressBar* m_progressBar;

public:
  FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber, ProgressBar* progressBar) :
    m_filePath(filePath), 
    m_fileNumber(fileNumber),
    m_progressBar(progressBar){

  }

  void split(){

    //1.读取大文件

    //2.分批次向小文件中写入
    for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
      //...
      float progressValue = m_fileNumber;
      progressValue = (i + 1) / progressValue;
      m_progressBar->setValue(progressValue);//更新进度条
    }

  }
};

我们希望展示分割的进度，所以我们需要在split()当中去更新我们的进度

利用设计原则发现问题

上面这种写法看起来没啥问题，当我们采用设计原则去检验的时候发现其违反了依赖倒置原则

依赖倒置（DIP）：编译时依赖，A依赖B指A编译时B必须存在

高层模块（稳定）不应该依赖于低层模块（变化），二者都应该依赖于抽象（稳定）
抽象（稳定）不应该依赖于实现细节（变化），实现细节应该依赖于抽象（稳定）

class MainForm : public Form
{
  TextBox* txtFilePath;
  TextBox* txtFileNumber;
  ProgressBar* progressBar;//这里其实是具体实现细节了，产生了编译时依赖

public:
  void Button1_Click(){

    string filePath = txtFilePath->getText();
    int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());

    FileSplitter splitter(filePath, number, progressBar);

    splitter.split();

  }
};

为什么progressBar是实现细节？

其实可以想想我们身边的进度条设计，他们可能多样的，我们没法确保以后也是用这种方式或UI去进展现，因此这个实际上是一个实现细节。

MainForm现在依赖了progressBar的实现细节，稳定依赖变化

优化尝试：找基类

依赖倒置原则一个直观的理解是：不要依赖A，而要依赖A的抽象基类。

那么，我们可以通过找基类的方式解决这个问题吗？

如果我们弄一个ControlBase作为progressBar的抽象基类，会发现它并没有setValue之类的方法，走到死胡同了

progressBar实际上扮演的是一个通知的角色，我们可以用一个抽象的方式来表达通知，而不是一个具体控件

优化：抽象通知机制

我们将一个具体的通知部件转为一个抽象的通知机制

FileSplitter2.cpp

class IProgress{
public:
  virtual void DoProgress(float value)=0;
  virtual ~IProgress(){}
};


class FileSplitter
{
  string m_filePath;
  int m_fileNumber;
  //ProgressBar* progressBar; 具体的通知部件
  List<IProgress*>  m_iprogressList; // 抽象通知机制，支持多个观察者
  
public:
  FileSplitter(const string& filePath, int fileNumber) :
    m_filePath(filePath), 
    m_fileNumber(fileNumber){

  }


  void split(){

    //1.读取大文件

    //2.分批次向小文件中写入
    for (int i = 0; i < m_fileNumber; i++){
      //...

      float progressValue = m_fileNumber;
      progressValue = (i + 1) / progressValue;
      onProgress(progressValue);//发送通知
    }

  }


  void addIProgress(IProgress* iprogress){
    m_iprogressList.push_back(iprogress);
  }

  void removeIProgress(IProgress* iprogress){
    m_iprogressList.remove(iprogress);
  }


protected:
  virtual void onProgress(float value){
    
    List<IProgress*>::iterator itor=m_iprogressList.begin();

    while (itor != m_iprogressList.end() )
      (*itor)->DoProgress(value); //更新进度条
      itor++;
    }
  }
};

MainForm2.cpp

class MainForm : public Form, public IProgress//多继承，一个是主继承类其他都是抽象基类/接口
{
  TextBox* txtFilePath;
  TextBox* txtFileNumber;

  ProgressBar* progressBar;

public:
  void Button1_Click(){

    string filePath = txtFilePath->getText();
    int number = atoi(txtFileNumber->getText().c_str());

    ConsoleNotifier cn;

    FileSplitter splitter(filePath, number);

    splitter.addIProgress(this); 
    splitter.addIProgress(&cn); 

    splitter.split();

    splitter.removeIProgress(this);

  }

  virtual void DoProgress(float value){
    progressBar->setValue(value);
  }
};

class ConsoleNotifier : public IProgress {
public:
  virtual void DoProgress(float value){
    cout << ".";
  }
};