23种设计模式之 Observer模式（观察者模式）[C语言实现]

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一、概念定义

Observer模式又称为发布-订阅模式。

Observer模式：定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者（Observer）同时监听某一主题对象（Subject）。当这个主题对象（Subject）的状态发生变化时，会通知观察者对象（Observer），让他们能够自动更新自己。

二、模式结构图

图1 Observer模式结构图

三、场景设计

当同一组数据进行分析统计时，我们希望能够提供多种形式的表示，如：以表格统计显示、以柱状图统计显示、以百分比统计显示等等。这些表示都依赖于同一组数据，当这些数据发生改变时，所有的统计显示同时也要发生变化。

四、C语言实现

分析：表格显示、柱状图显示和百分比显示相当于观察者（Observer），而统计数据相当于被观察的主题对象（Subject）。（注：使用C语言实现设计模式时，可以根据具体场景，将类理解为结构体或一组函数（组件）等）

// 类型定义（Observer和Subject）

1. 观察者

// 观察者回调
typedef struct
{
    ...
    void (*update)(int);
    ...
}observer_t;

2. 被观察者

// 观察者链表
typedef struct _observer_link_t
{
    observer_t *observer;
    struct _observer_link_t *next;
}observer_link_t;

// 被观察者
typedef struct _subject_t
{
    int data;                 // 被观察数据
    observer_link_t *observer; // 观察者链表（队列）
}subject_t;

// 更新统计（观察者更新）
1. 更新表格统计显示

void updateform(int data){...}
...

2. 更新柱状图统计显示

void updatecylinder(int data){...}
...

3. 更新百分比统计显示

void updatepercent(int data){...}
...

4. 初始化观察者

void initobserver(observer_t *observer, void (*update)(int))
{
    ...
    observer.update = update;
    ...
}
...

// 统计数据（Subject接口）

// 加入观察者队列
int attachobserver(subject_t *subject, observer_t *observer)
{
    // 将observer加入subject中的observer链表
}

// 从观察者队列删除
int detachobserver(subject_t *subject, observer_t *observer)
{
    // 将observer踢出subject中的observer链表
}

// 修改被观察数据
int setdata(subject_t *subject, int *value)
{
    subject->data = value;
}

// 通知观察者
void notifyobserver(subject_t *subject)
{
    observer_link_t *node = subject->observer;

    while(NULL != node)
    {
        node->update(subject->data);
    }
    ...
}

// 初始化主题对象
void initsubject(subject_t *subject)
{
    memset(subject, 0, sizeof(subject_t));
    subject->observer = NULL;
}

// Observer模式使用

int main(int argc, const char *agrc[])
{
    observer_t form;       // 表格对象
    observer_t cylinder; // 柱状图对象
    observer_t percent; // 百分比对象
    subject_t subject;    // 统计数据

    // 初始化观察者
    initobserver(&form, updateform);
    initobserver(&cylinder, updatecylinder);
    initobserver(&percent, updatepercent);

    // 初始化被观察者
    initsubject(&subject);

    // 观察者关注subject
    attachobserver(&subject, &form);
    attachobserver(&subject, &cylinder);
    attachobserver(&subject, &percent);

    // 修改状态，并通知观察者
    setdata(&subject, 1);
    notifyobserver(&subject);
   
    setdata(&subject, 2);
    notifyobserver(&subject);
 
    ...

    return 0;
}

作者：邹祁峰

2012.11.15