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设计模式10：观察者模式(订阅-发布)

article 2025/1/20 3:45:11

系列总链接：《大话设计模式》学习记录_net 大话设计-CSDN博客

参考：简说设计模式——工厂方法模式 - JAdam - 博客园

参考：简单工厂模式(Simple Factory Pattern) - 回忆酿的甜 - 博客园

一：概述

观察者模式（Observer Pattern）是软件设计模式中的一种行为型模式。它定义了一种一对多的依赖关系，使得多个观察者对象同时监听一个主题对象（Subject）。当主题对象的状态发生改变时，所有依赖于它的观察者对象都会得到通知并自动更新。

想象一下你订阅了一份杂志，当你订阅了这份杂志之后，每当有新一期出版时，杂志社就会自动给你寄一份过来。在这个例子中，你是“观察者”，而杂志社是“主题”。

把这个概念应用到软件开发中：

主题（Subject）：就像是杂志社，它持有一份订阅名单（即观察者的列表）。当主题的状态发生变化或发生了某些重要的事情时，它会通知所有在名单上的观察者。
观察者（Observer）：就像你和其他订阅者一样，观察者是对主题感兴趣的对象。它们注册到主题上，表示愿意接收更新。一旦主题有了新的信息，观察者们就会收到通知并作出相应的反应。
具体来说，如果你是一个用户，想要知道某个网站是否有新产品发布，你可以选择订阅该网站的邮件提醒服务。这个网站就是“主题”，而你的电子邮件客户端就是“观察者”。当网站发布了新产品，它会通过发送邮件的方式通知你（以及其他订阅了相同服务的用户），这样你就知道了有新产品可以购买。

特点：

解耦：你不需要知道是谁在管理这些邮件提醒，同样地，网站也不需要知道谁订阅了它的服务。双方只需要遵循一定的协议（如提供邮箱地址、点击订阅按钮等）。
灵活性：你可以随时取消订阅或者重新订阅，这意味着你可以动态地加入或离开观察者名单。
广播式的通知：只要有一个新产品发布，所有的订阅者都会同时收到通知，而不是一个接一个地通知。
事件驱动：这种模式非常适合用于那些需要对特定事件做出响应的情况，比如点击按钮、数据变化等。

二：结构与实现

结构：

借用下网络上的图：

来源：【设计模式系列】--观察者模式_观察者设计模式-CSDN博客

大抵分为：

观察者（订阅者）：想要观察订阅某些主题的用户；

主题：也可叫频道，用来将消息数据分类，供用户观察订阅；

主题代理（发布者）：管理主题和观察者（订阅者）关系的，当主题需发送消息时，由其向订阅者发送消息；

说明：

一般只要有个订阅类，发布者类即可，主题是在发布者类中进行定义，一般可以直接是字符串什么的。

实现：

mainwindow.ui:

mainwindow.h:

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>

//订阅者
class ISubscriber : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    ISubscriber() {}
    virtual ~ISubscriber() {}

    virtual QString name() = 0;
    virtual void onMessage(QString channel, QString message) = 0;
};

//发布者
class IPublisher : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    IPublisher() {}
    virtual ~IPublisher() {}

    QHash<QString, QVector<ISubscriber*>> m_allSubscribers;

    void subscribe(QString channel, ISubscriber* subscriber)
    {
        if(m_allSubscribers.contains(channel)){
            for(int i=0; i<m_allSubscribers.count(); i++)
            {
                if(m_allSubscribers.value(channel).at(i) == subscriber){
                    qDebug("Channel[%s] has been subscribed by subscriber[%s].",
                           channel.toLatin1().data(), subscriber->name().toLatin1().data());
                    return;
                }
            }
            m_allSubscribers[channel].append(subscriber);
            qDebug("Channel exist,  Subscriber[%s] subscribe channel[%s].",
                   subscriber->name().toLatin1().data(), channel.toLatin1().data());
        }else{
            QVector<ISubscriber*> vector;
            vector.append(subscriber);
            m_allSubscribers.insert(channel, vector);
            qDebug("Channel not exist,  Subscriber[%s] subscribe channel[%s].",
                   subscriber->name().toLatin1().data(), channel.toLatin1().data());
        }
    }

    void publish(QString channel, QString message)
    {
        if(m_allSubscribers.contains(channel)){
            for(int i=0; i<m_allSubscribers.value(channel).count(); i++)
            {
                m_allSubscribers.value(channel).at(i)->onMessage(channel, message);
            }
        }else{
            qDebug("Channel not exist,  publiser channel[%s] message no receiver.",channel.toLatin1().data());
        }
    }

    void unSubscribe(QString channel, ISubscriber* subscriber)
    {
        if(m_allSubscribers.contains(channel)){
            for(int i=0; i<m_allSubscribers.count(); i++)
            {
                if(m_allSubscribers.value(channel).at(i) == subscriber){
                    m_allSubscribers[channel].remove(i);

                    qDebug("Remove subscriber[%s] of channel[%s].",subscriber->name().toLatin1().data(),
                           channel.toLatin1().data());
                    return;
                }
            }
        }else{
            qDebug("unSubscribe, Channel not exist.",channel.toLatin1().data());
        }
    }
};

class MySubscriber : public ISubscriber
{
    Q_OBJECT
public:
    MySubscriber(QString name) : m_name(name) {}
    virtual ~MySubscriber() {}

    QString name(){
        return m_name;
    }
    void onMessage(QString channel, QString message){
        qDebug("%s,name:%s, channel:%s, message:%s",Q_FUNC_INFO, m_name.toLatin1().data(),
               channel.toLatin1().data(), message.toLatin1().data());
    }

private:
    QString m_name;
};

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:

    void on_btn_sub1_clicked();

    void on_btn_sub2_clicked();

    void on_btn_pub_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;

    MySubscriber* m_subscriber1;
    MySubscriber* m_subscriber2;
    IPublisher* m_publisher;
};
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp:

#include "MainWindow.h"
#include "ui_MainWindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    m_subscriber1 = new MySubscriber("sub1");
    m_subscriber2 = new MySubscriber("sub2");

    m_publisher = new IPublisher;
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;

    if(m_subscriber1){
        m_subscriber1->deleteLater();
    }
    if(m_subscriber2){
        m_subscriber2->deleteLater();
    }
    if(m_publisher){
        m_publisher->deleteLater();
    }
}

void MainWindow::on_btn_sub1_clicked()
{
    if(!ui->lineEdit_sub1->text().isEmpty()){
        m_publisher->subscribe(ui->lineEdit_sub1->text(), m_subscriber1);
    }
}

void MainWindow::on_btn_sub2_clicked()
{
    if(!ui->lineEdit_sub2->text().isEmpty()){
        m_publisher->subscribe(ui->lineEdit_sub2->text(), m_subscriber2);
    }
}

void MainWindow::on_btn_pub_clicked()
{
    if(!ui->lineEdit_pub->text().isEmpty()){
        m_publisher->publish(ui->lineEdit_pub->text(), ui->lineEdit_message->text());
    }
}