24 在C#中应用观察者模式

在软件设计中，观察者模式是一种常见的设计模式，它属于行为型模式，主要用于建立一种一对多的关系，使得一个对象（被观察者）状态的变化能够自动通知所有依赖于它的对象（观察者）。在本篇教程中，我们将探讨如何在C#中实现观察者模式，并通过具体的示例代码进行说明。

观察者模式的基本概念

在观察者模式中，核心组件包含以下几个角色：

1. Subject（被观察者）：在状态变化时通知观察者的对象。
2. Observer（观察者）：需要被通知并进行相应更新的对象。
3. ConcreteSubject（具体被观察者）：实现了Subject接口的具体类。
4. ConcreteObserver（具体观察者）：实现了Observer接口的具体类。

这种模式的优点在于它实现了对象间的解耦，允许动态添加和删除观察者。

使用C#实现观察者模式

示例场景

假设我们在开发一个股票行情监控系统，Stock类作为被观察者，而多个Investor类作为观察者，他们能够实时接收股票价格的变动。

步骤一：定义观察者接口

首先，我们定义一个 IObserver 接口，它包含一个更新方法，用于当被观察者状态变化时通知观察者。

public interface IObserver
{
    void Update(string stockSymbol, decimal price);
}

步骤二：定义被观察者接口

接着，我们定义一个 ISubject 接口，用于管理观察者的添加和移除，以及通知观察者。

public interface ISubject
{
    void Attach(IObserver observer);
    void Detach(IObserver observer);
    void Notify();
}

步骤三：实现具体被观察者类

现在我们实现一个具体的被观察者类 Stock，它包含股票符号和价格，并能够在价格变化时通知所有观察者。

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Stock : ISubject
{
    private string _symbol;
    private decimal _price;
    private readonly List<IObserver> _observers = new List<IObserver>();

    public Stock(string symbol, decimal price)
    {
        _symbol = symbol;
        _price = price;
    }

    public string Symbol => _symbol;

    public decimal Price
    {
        get => _price;
        set
        {
            _price = value;
            Notify(); // 价格变化后通知观察者
        }
    }

    public void Attach(IObserver observer)
    {
        _observers.Add(observer);
    }

    public void Detach(IObserver observer)
    {
        _observers.Remove(observer);
    }

    public void Notify()
    {
        foreach (var observer in _observers)
        {
            observer.Update(_symbol, _price);
        }
    }
}

步骤四：实现具体观察者类

接下来，我们实现一个具体的观察者类 Investor，它实现了 IObserver 接口，并在 Update 方法中接收被观察者的通知。

public class Investor : IObserver
{
    private string _name;

    public Investor(string name)
    {
        _name = name;
    }

    public void Update(string stockSymbol, decimal price)
    {
        Console.WriteLine($"投资者 {_name} 收到通知: 股票 {stockSymbol} 的新价格为 {price}");
    }
}

步骤五：演示观察者模式的应用

最后，在主程序中创建被观察者和观察者，并展示它们是如何协同工作的。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Stock stock = new Stock("AAPL", 150.00m);

        Investor investor1 = new Investor("张三");
        Investor investor2 = new Investor("李四");

        stock.Attach(investor1);
        stock.Attach(investor2);

        // 模拟股票价格变化
        stock.Price = 155.00m;  // 通知观察者
        stock.Price = 160.00m;  // 通知观察者

        // 移除一个观察者
        stock.Detach(investor1);
        stock.Price = 162.00m;  // 仅通知剩下的观察者
    }
}

输出结果

运行上述程序将输出：

投资者 张三 收到通知: 股票 AAPL 的新价格为 155.00
投资者 李四 收到通知: 股票 AAPL 的新价格为 155.00
投资者 张三 收到通知: 股票 AAPL 的新价格为 160.00
投资者 李四 收到通知: 股票 AAPL 的新价格为 160.00
投资者 李四 收到通知: 股票 AAPL 的新价格为 162.00

小结

本篇文章详细讲解了 观察者模式 在 C# 中的应用。通过股票行情监控的案例，我们实现了被观察者和观察者的类，并演示了它们之间如何进行通信。观察者模式为我们提供了一个灵活的解决方案，使得对象之间的耦合度降低，从而可更好地管理代码的复杂性。

在下一篇教程中，我们将讨论 装饰者模式，继续扩展我们的设计模式系列。请继续关注！