C#设计模式之观察者模式

前言

观察者（Observer)模式也称发布-订阅（Publish-Subscribe）模式，定义了对象间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。
观察者模式的图解如下所示：

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。

目标提供了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存一致。

实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。

不使用事件的示例

接下来我将根据上面的图解写一个C#观察者模式的例子，刚开始这个例子没有使用事件，在后面一个例子中使用事件。

首先来看看Subject（目标）：

 //主题接口public interface ISubject{public void Attach(Observer observer);public void Detach(Observer observer);public void Notify();public string? SubjectState { get; set; }}

这里我使用的是接口，里面有Attach、Detach和Notify方法的声明，还有SubjectState属性的声明。

接下来看看ConcreteSubject（具体目标）：

 public class School : ISubject{private IList<Observer> observers = new List<Observer>();public string? SubjectState { get; set; }public void Attach(Observer observer){observers.Add(observer);}public void Detach(Observer observer){observers.Remove(observer);}public void Notify(){foreach (var observer in observers){observer.Update();}}}

这里我以学校发通知为例，School类实现了ISubject接口，有一个观察者的列表，在Attach方法中添加一个观察者，在Detach方法中移除一个观察者。在Notify方法中遍历观察者的列表，让每一个观察者都执行Update方法。

现在来看看Observer（观察者）：

 public abstract class Observer{protected string? name;protected ISubject? subject;public Observer(string name,ISubject subject){this.name = name;this.subject = subject;}public abstract void Update();}

这是一个抽象类，包含有一个抽象的Update方法。

再看看ConcreteObserver（具体观察者）：

 public class Student : Observer{public Student(string name,ISubject subject) : base(name,subject) { }public override void Update() {Console.WriteLine($"{name}接收到来自学校的通知：{subject?.SubjectState},时间：{DateTime.Now}\r\n");}}

这里我以学生接收来自学校的消息为例，Student类继承自Observer抽象类，并重写了Update方法。

最后来看看怎么使用观察者模式：

 static void Main(string[] args){School school = new School();Student student1 = new Student("小王", school);Student student2 = new Student("小明", school);Student student3 = new Student("小红", school);school.Attach(student1);school.Attach(student2);school.Attach(student3);school.SubjectState = "学校放假了";school.Notify();school.Detach(student3);Task.Delay(3000).Wait();school.SubjectState = "学校开学了";school.Notify();Console.ReadLine();}

创建一个School对象，三个Student对象。

     school.Attach(student1);school.Attach(student2);school.Attach(student3);

表示将student1、student2、student3添加到school中的观察者列表中。

 school.SubjectState = "学校放假了";school.Notify();

设置school中SubjectState属性的值，然后调用school的Notify方法。

 school.Detach(student3);

将student3从school的观察者列表中移除。

Task.Delay(3000).Wait();

等待3秒。

 school.SubjectState = "学校开学了";school.Notify();Console.ReadLine();

重新设置school中SubjectState属性的值，然后再调用school的Notify方法。

运行结果如下所示：

学校放假了，小王、小明和小红都接收到了学校的通知。由于后面小红被移出了观察者列表，因此学校开学了的消息小红没有接收到。

使用事件的示例

C#中可以通过事件来使用观察者模式，接下来我将以一个示例加以说明。

自定义事件数据类：

 public class SendMessageArgs : EventArgs{public string? Message { get; set; }public DateTime DateTime { get; set; }public SendMessageArgs(string? message){Message = message;DateTime = DateTime.Now;}}

Person类：

 public class Person{public string? Name { get; set; }public event EventHandler<SendMessageArgs>? SendMessageEvent;public Person(string? name){Name = name;}public void SendMessage(string message) { SendMessageArgs sendMessageArgs = new SendMessageArgs(message); SendMessageEvent?.Invoke(this, sendMessageArgs);}public void ShowMessage(object? sender,SendMessageArgs e){Person? person = (Person?)sender;Console.WriteLine($"{this.Name}：收到来自{person?.Name}的消息：{e.Message},时间：{e.DateTime}\r\n");}public void Subscribe(Person person){person.SendMessageEvent += ShowMessage;}public void UnSubscribe(Person person){person.SendMessageEvent -= ShowMessage;}}

Person类中的SendMessage方法会触发事件，ShowMessage方法是事件处理程序，Subscribe方法可以订阅事件，UnSubscribe方法可以取消订阅事件。

现在来看看是怎么使用：

static void Main(string[] args)
{Person Trump = new Person("川普");Person Biden = new Person("拜登");Person person1 = new Person("person1");Person person2 = new Person("person2");Person person3 = new Person("person3");person1.Subscribe(Trump);person2.Subscribe(Trump);person3.Subscribe(Trump);person1.Subscribe(Biden);Trump.SendMessage("Nobody knows ... better than me!!!");Task.Delay(2000).Wait();Biden.SendMessage("I don't believe it!!!");person3.UnSubscribe(Trump);Task.Delay(2000).Wait();Trump.SendMessage("Make ... Great Again!!!");Console.ReadLine();          
}