.NET中的設計模式五：觀察者模式

觀察者模式（Observer）完美的將觀察者和被觀察的對象分離開。舉個例子，使用者介面可以作為一個觀察者，業務資料是被觀察者，使用者介面觀察業務資料的變化，探索資料變化後，就顯示在介面上。物件導向設計的一個原則是：系統中的每個類將重點放在某一個功能上，而不是其他方面。一個對象只做一件事情，並且將他做好。觀察者模式在模組之間劃定了清晰的界限，提高了應用程式的可維護性和重用性。

觀察者模式有很多實現方式，從根本上說，該模式必須包含兩個角色：觀察者和被觀察對象。在剛才的例子中，業務資料是被觀察對象，使用者介面是觀察者。觀察者和被觀察者之間存在“觀察”的邏輯關聯，當被觀察者發生改變的時候，觀察者就會觀察到這樣的變化，並且做出相應的響應。如果在使用者介面、業務資料之間使用這樣的觀察過程，可以確保介面和資料之間劃清界限，假定應用程式的需求發生變化，需要修改介面的表現，只需要重新構建一個使用者介面，業務資料不需要發生變化。

“觀察”不是“直接調用”

實現觀察者模式的時候要注意，觀察者和被觀察對象之間的互動關係不能體現成類之間的直接調用，否則就將使觀察者和被觀察對象之間緊密的耦合起來，從根本上違反物件導向的設計的原則。無論是觀察者“觀察”觀察對象，還是被觀察者將自己的改變“通知”觀察者，都不應該直接調用。

實現觀察者模式的例子

實現觀察者模式有很多形式，比較直觀的一種是使用一種“註冊——通知——撤銷註冊”的形式。下面的三個圖詳細的描述了這樣一種過程：

1：觀察者（Observer）將自己註冊到被觀察對象（Subject）中，被觀察對象將觀察者存放在一個容器（Container）裡。

2：被觀察對象發生了某種變化（中的AskPriceChanged），從容器中得到所有註冊過的觀察者，將變化通知觀察者。

3：觀察者告訴被觀察者要撤銷觀察，被觀察者從容器中將觀察者去除。

觀察者將自己註冊到被觀察者的容器中時，被觀察者不應該過問觀察者的具體類型，而是應該使用觀察者的介面。這樣的優點是：假定程式中還有別的觀察者，那麼只要這個觀察者也是相同的介面實現即可。一個被觀察者可以對應多個觀察者，當被觀察者發生變化的時候，他可以將訊息一一通知給所有的觀察者。基於介面，而不是具體的實現——這一點為程式提供了更大的靈活性。

下面代碼是使用C#實現觀察者模式的例子：

//“觀察者”介面 public interface IObserver {    void Notify(object anObject); } //“被觀察對象”介面 public interface IObservable {    void Register(IObserver anObserver);    void UnRegister(IObserver anObserver); }

觀察者和被觀察對象都分別從這兩個介面實現，所有的操作都是由這兩個介面定義的，而不是具體的實現。所以觀察者和被觀察對象沒有綁定在一起。我們可以方便的更改觀察者和被觀察對象的任意部分而不影響其他部分。

下面實現具體的被觀察對象。下面的類是所有被觀察對象的基類，實現了所有被觀察對象都必須的方法。我們使用一個Hashtable作為觀察者的容器。代碼如下：

//所有被觀察對象的基類 public class ObservableImpl : IObservable {          //儲存觀察對象的容器    protected Hashtable _observerContainer = new Hashtable();       //註冊觀察者    public void Register(IObserver anObserver){       _observerContainer.Add(anObserver,anObserver);    }          //撤銷註冊    public void UnRegister(IObserver anObserver){       _observerContainer.Remove(anObserver);    }    //將事件通知觀察者    public void NotifyObservers(object anObject) {       //枚舉容器中的觀察者，將事件一一通知給他們       foreach(IObserver anObserver in _observerContainer.Keys) {          anObserver.Notify(anObject);       }    } }

上面的類不是最終要實現的被觀察對象，而是所有被觀察者的基類，其中實現了所有觀察對象共有的功能。這個類可以乾脆定義為abstract，使得程式員不可以建立其執行個體。介面以及實現這個介面的虛類既保持了類之間鬆散的耦合，又使多個具體實現可以使用相同的功能。

下面最終實現觀察者模式，使用使用者介面——業務資料作為例子：

//業務資料（被觀察對象） public class SomeData : ObservableImpl {    //被觀察者中的資料    float _askPrice;    //改變資料的屬性    public float AskPrice {       set {          _askPrice = value;          base.NotifyObservers(_askPrice);//將改變的訊息通知觀察者       }    } } //使用者介面（觀察者） public class SomeKindOfUI : IObserver {    public void Notify(object anObject){       Console.WriteLine("The new ask price is:" + anObject);    } } //實際調用的過程 public class MainClass{    public static void Main() {       //建立觀察者和被觀察者       SomeKindOfUI ui = new SomeKindOfUI();       SomeData data = new SomeData();       //在被觀察對象中註冊觀察者       data.Register(ui);       //改變被觀察對象中的資料，這時被觀察者會通知觀察者       data.AskPrice = 1000f;       //登出觀察者，停止觀察       stock.UnRegister(stockDisplay);    } }

.NET中更好的實現方式

上面的形式是我們用一種最基本的方式實現了觀察者模式，我們為觀察者模式開發了一種特定的類型。在.NET架構中，使用代理以及事件，可以更好的實現觀察者模式。C#中代理和事件的介紹可以看這一篇文章：在C#中使用代理的方式觸發事件，裡面有對代理和事件的詳細描述，還有常式，這裡就不多說了。在.NET支援的其他語言中也有各自的實現方式。

在事件的模式下，聲明事件的類就是被觀察者。被觀察者不需要實現對觀察者的註冊，只需要公開一個事件，而不實行任何操作。被觀察者也不需要將自己註冊到觀察對象中，而是要建立一個特定的代理的執行個體，將這個代理綁定到某個方法上。用這樣的方式註冊或者撤銷觀察者對觀察對象的觀察。仔細研究代理和事件的模式就不難發現，IObserver和IObservable介面的方法可以減少觀察者和觀察對象之間的耦合，而代理和事件幾乎消除了這兩個模組之間的耦合，靈活性提高了很多。

參考文獻

探究觀察者設計模式 Doug Purdy(Microsoft Corporation) Jeffrey Richter(Wintellect)