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一、观察者模式

Observer 模式应该可以说是应用最多、影响最广的模式之一，因为 Observer 的一个实例 Model/View/Control（ MVC） 结构在系统开发架构设计中有着很重要的地位和意义， MVC实现了业务逻辑和表示层的解耦。在 MFC 中， Doc/View（文档视图结构）提供了实现 MVC 的框架结构。在 Java 阵容中， Struts 则提供和 MFC 中 Doc/View 结构类似的实现 MVC 的框架。另外 Java 语言本身就提供了 Observer 模式的实现接口。当然， MVC 只是 Observer 模式的一个实例。 Observer 模式要解决的问题为： 建立一个一（ Subject）对多（ Observer） 的依赖关系， 并且做到当“一” 变化的时候， 依赖这个“一”的多也能够同步改变。

在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对观察者模式是这样说的：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被自动更新。当一个对象发生了变化，关注它的对象就会得到通知；这种交互也称为发布-订阅(publish-subscribe)。目标是通知的发布者，它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者。

最常见的一个例子就是： 对同一组数据进行统计分析时候， 我们希望能够提供多种形式的表示 （例如以表格进行统计显示、柱状图统计显示、百分比统计显示等）。这些表示都依赖于同一组数据， 我们当然需要当数据改变的时候， 所有的统计的显示都能够同时改变。 Observer 模式就是解决了这一个问题。

UML类图：

Subject（目标）
——目标知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一个目标；
——提供注册和删除观察者对象的接口。

Observer（观察者）
——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（具体目标）
——将有关状态存入各ConcreteObserver对象；
——当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知。

ConcreteObserver（具体观察者）
——维护一个指向ConcreteSubject对象的引用；
——存储有关状态，这些状态应与目标的状态保持一致；
——实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。

观察者模式按照以下方式进行协作：

1. 当ConcreteSubject发生任何可能导致其观察者与其本身状态不一致的改变时，它将通知它的各个观察者；
2. 在得到一个具体目标的改变通知后，ConcreteObserver对象可向目标对象查询信息。ConcreteObserver使用这些信息以使它的状态与目标对象的状态一致。

以下是调用时序图：

适用场合

在以下任一情况下都可以使用观察者模式：

1. 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立的改变和复用；
2. 当对一个对象的改变需要同时改变其它对象，而不知道具体有多少对象有待改变；
3. 当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁；也就是说，你不希望这些对象是紧密耦合的。

二、代码结构

2.1结构

2.2 代码

observer.h

#pragma once
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

//抽象观察者
class Observer
{
public:
    virtual void Update(int) = 0;
};

/*
    抽象目标(都至少含有以下3个接口)
    1. 绑定（添加观察者）                                Attach()
    2. 解绑（移除观察者）                                Detach()
    3. 通知（目标有变化，将通知所有观察此目标的观察者）    Notify()
*/

class Subject
{
public:
    virtual void Attach(Observer*) = 0;
    virtual void Detach(Observer*) = 0;
    virtual void Notify() = 0;
};

//具体观察者，是抽象观察者的子类，但含有抽象目标的引用或指针
class ConcreteObserver : public Observer
{
public:
    ConcreteObserver(Subject* pSubject) : m_pSubject(pSubject) {}

    void Update(int value)
    {
        std::cout << "ConcreteObserver get the update. New State:" << value << endl;
    }

private:
    Subject* m_pSubject;        //抽象目标的指针
};

//具体观察者2，是抽象观察者的子类，但含有抽象目标的引用或指针
class ConcreteObserver2 : public Observer
{
public:
    ConcreteObserver2(Subject* pSubject) : m_pSubject(pSubject) {}

    void Update(int value)
    {
        cout << "ConcreteObserver2 get the update. New State:" << value << endl;
    }

private:
    Subject* m_pSubject;        //抽象目标的指针
};

//具体目标
class ConcreteSubject : public Subject
{
public:
    void Attach(Observer* pObserver);
    void Detach(Observer* pObserver);
    void Notify();

    void SetState(int state)            //具体目标状态发生改变
    {
        m_iState = state;
    }

private:
    std::list<Observer*> m_ObserverList;
    int m_iState;
};

//实现具体目标的Attach(),就是往m_ObserverList添加具体的观察者对象
void ConcreteSubject::Attach(Observer* pObserver)
{
    m_ObserverList.push_back(pObserver);
}

//实现具体目标的Detach(),就是从m_ObserverList移除具体的观察者对象
void ConcreteSubject::Detach(Observer* pObserver)
{
    m_ObserverList.remove(pObserver);
}

//实现具体目标的Notify()，就是遍历m_ObserverList，调用所有观察者的Update()
void ConcreteSubject::Notify()
{
    std::list<Observer*>::iterator it = m_ObserverList.begin();
    while (it != m_ObserverList.end())
    {
        (*it)->Update(m_iState);
        ++it;
    }
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "observer.h"

using namespace std;

int main()
{
    // Create Subject
    ConcreteSubject* pSubject = new ConcreteSubject();           //具体目标

    // Create Observer
    Observer* pObserver = new ConcreteObserver(pSubject);       //对目标添加具体观察者
    Observer* pObserver2 = new ConcreteObserver2(pSubject);     //对目标添加具体观察者

    // Change the state
    pSubject->SetState(2);                                      //目标状态变化

    // Register the observer
    pSubject->Attach(pObserver);                                //将具体观察者添加到具体目标的观察者对象列表，通知的时候遍历列表实现通知所有                      
    pSubject->Attach(pObserver2);

    pSubject->Notify();                                         //通知观察者

    // Unregister the observer
    pSubject->Detach(pObserver);                                //移除观察者

    pSubject->SetState(3);
    pSubject->Notify();

    delete pObserver;
    delete pObserver2;
    delete pSubject;


	std::cout << "hello world!" << endl;
	return 0;
}

2.3 结果