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05 观察者（Observer）模式

2022-06-27 07:47:00 【zzyzxb】

一：一个遍历问题导致的低效率范例

#ifdef _DEBUG  //只在Debug（调试）模式下
#ifndef DEBUG_NEW
#define DEBUG_NEW new(_NORMAL_BLOCK,__FILE__,__LINE__)  //重新定义new运算符
#define new DEBUG_NEW
#endif
#endif

//#include <boost/type_index.hpp>
using namespace std;
//#pragma warning(disable : 4996) 

namespace nmsp1
{
	class Fighter;  //类前向声明
	list<Fighter*> g_playerList;

	//玩家父类（以往的战斗者类）
	class Fighter
	{
	public:
		Fighter(int tmpID, string tmpName) :m_iPlayerID(tmpID), m_sPlayerName(tmpName)  //构造函数
		{
			m_iFamilyID = -1;  //-1表示没有加入任何家族
		}
		virtual ~Fighter() {}  //析构函数

	public:
		void SetFamilyID(int tmpID)  //加入家族的时候要设置家族ID
		{
			m_iFamilyID = tmpID;
		}

	public:
		void SayWords(string tmpContent)  //玩家说了某句话
		{
			if (m_iFamilyID != -1)
			{
				//该玩家属于某个家族，应该把聊天内容信息传送给该家族的其他玩家
				for (auto iter = g_playerList.begin(); iter != g_playerList.end(); ++iter)
				{
					if (m_iFamilyID == (*iter)->m_iFamilyID)
					{
						//同一个家族的其他玩家也应该收到聊天信息
						NotifyWords((*iter), tmpContent);
					}
				}
			}
		}

	private:
		void NotifyWords(Fighter* otherPlayer, string tmpContent)  //其他玩家收到了当前玩家的聊天信息
		{
			//显示信息
			cout << "玩家：" << otherPlayer->m_sPlayerName << "收到了玩家：" << m_sPlayerName << " 发送的聊天信息：" << tmpContent << endl;
		}

	private:
		int m_iPlayerID;  //玩家ID，全局唯一
		string m_sPlayerName;  //玩家名字
		int m_iFamilyID;  //家族ID
	};

	//"战士"类玩家，父类为Fighter
	class F_Warrior :public Fighter
	{
	public:
		F_Warrior(int tmpID, string tmpName) :Fighter(tmpID, tmpName) {}  //构造函数
	};

	//"法师"类玩家，父类为Fighter
	class F_Mage :public Fighter
	{
	public:
		F_Mage(int tmpID, string tmpName) :Fighter(tmpID, tmpName) {}  //构造函数
	};
}

int main()
{
	//创建游戏玩家
	nmsp1::Fighter* pplayerobj1 = new nmsp1::F_Warrior(10, "张三");  //实际游戏中很多数据取自数据库
	pplayerobj1->SetFamilyID(100);  //假设该玩家所在的家族ID是100
	nmsp1::g_playerList.push_back(pplayerobj1);  //加入到全局玩家列表中

	nmsp1::Fighter* pplayerobj2 = new nmsp1::F_Warrior(20, "李四");
	pplayerobj2->SetFamilyID(100);
	nmsp1::g_playerList.push_back(pplayerobj2);

	nmsp1::Fighter* pplayerobj3 = new nmsp1::F_Mage(30, "王五");
	pplayerobj3->SetFamilyID(100);
	nmsp1::g_playerList.push_back(pplayerobj3);

	nmsp1::Fighter* pplayerobj4 = new nmsp1::F_Mage(50, "赵六");
	pplayerobj4->SetFamilyID(200);  //赵六和前面三人属于两个不同的家族
	nmsp1::g_playerList.push_back(pplayerobj4);

	//当某个玩家聊天时，同族人都应该收到该信息
	pplayerobj1->SayWords("全族人立即到沼泽地集结，准备进攻！");

	//释放资源
	delete pplayerobj1;
	delete pplayerobj2;
	delete pplayerobj3;
	delete pplayerobj4;

	std::cout << "主线程执行完毕\n";
}

二：引入观察者（Observer）模式

使用观察者设计模式代码如下

#ifdef _DEBUG  //只在Debug（调试）模式下
#ifndef DEBUG_NEW
#define DEBUG_NEW new(_NORMAL_BLOCK,__FILE__,__LINE__)  //重新定义new运算符
#define new DEBUG_NEW
#endif
#endif

//#include <boost/type_index.hpp>
using namespace std;
//#pragma warning(disable : 4996) 

namespace nmsp1
{
	class Fighter;  //类前向声明
	list<Fighter*> g_playerList;

	//玩家父类（以往的战斗者类）
	class Fighter
	{
	public:
		Fighter(int tmpID, string tmpName) :m_iPlayerID(tmpID), m_sPlayerName(tmpName)  //构造函数
		{
			m_iFamilyID = -1;  //-1表示没有加入任何家族
		}
		virtual ~Fighter() {}  //析构函数

	public:
		void SetFamilyID(int tmpID)  //加入家族的时候要设置家族ID
		{
			m_iFamilyID = tmpID;
		}

	public:
		void SayWords(string tmpContent)  //玩家说了某句话
		{
			if (m_iFamilyID != -1)
			{
				//该玩家属于某个家族，应该把聊天内容信息传送给该家族的其他玩家
				for (auto iter = g_playerList.begin(); iter != g_playerList.end(); ++iter)
				{
					if (m_iFamilyID == (*iter)->m_iFamilyID)
					{
						//同一个家族的其他玩家也应该收到聊天信息
						NotifyWords((*iter), tmpContent);
					}
				}
			}
		}

	private:
		void NotifyWords(Fighter* otherPlayer, string tmpContent)  //其他玩家收到了当前玩家的聊天信息
		{
			//显示信息
			cout << "玩家：" << otherPlayer->m_sPlayerName << "收到了玩家：" << m_sPlayerName << " 发送的聊天信息：" << tmpContent << endl;
		}

	private:
		int m_iPlayerID;  //玩家ID，全局唯一
		string m_sPlayerName;  //玩家名字
		int m_iFamilyID;  //家族ID
	};

	//"战士"类玩家，父类为Fighter
	class F_Warrior :public Fighter
	{
	public:
		F_Warrior(int tmpID, string tmpName) :Fighter(tmpID, tmpName) {}  //构造函数
	};

	//"法师"类玩家，父类为Fighter
	class F_Mage :public Fighter
	{
	public:
		F_Mage(int tmpID, string tmpName) :Fighter(tmpID, tmpName) {}  //构造函数
	};
}

namespace nmsp2
{
	class Fighter;  //类前向声明
	class Notifier  //通知器父类
	{
	public:
		virtual void addToList(Fighter* player) = 0;  //把要被通知的玩家加入到列表中
		virtual void removeFromList(Fighter* player) = 0;  //把不想被通知的玩家从列表中去除
		virtual void notify(Fighter* talker, string tmpContent) = 0;  //通知的一些细节信息
		virtual ~Notifier() {}
	};

	//玩家父类
	class Fighter
	{
	public:
		Fighter(int tmpID, string tmpName) :m_iPlayerID(tmpID), m_sPlayerName(tmpName)  //构造函数
		{
			m_iFamilyID = -1;  //-1表示没有加入任何家族
		}
		virtual ~Fighter() {}  //析构函数

	public:
		void SetFamilyID(int tmpID)  //加入家族的时候要设置家族ID
		{
			m_iFamilyID = tmpID;
		}
		int GetFamilyID()  //获取家族ID
		{
			return m_iFamilyID;
		}

	public:
		void SayWords(string tmpContent, Notifier* notifier)  //玩家说了某句话
		{
			notifier->notify(this, tmpContent);
		}
		//通知该玩家接收到其他玩家发送来的聊天信息，虚函数，子类可以覆盖以实现不同的功能
		virtual void NotifyWords(Fighter* talker, string tmpContent)
		{
			//显示信息
			cout << "玩家：" << m_sPlayerName << "收到了玩家：" << talker->m_sPlayerName << " 发送的聊天信息：" << tmpContent << endl;
		}

	private:
		int m_iPlayerID;  //玩家ID，全局唯一
		string m_sPlayerName;  //玩家名字
		int m_iFamilyID;  //家族ID
	};

	//"战士"类玩家，父类为Fighter
	class F_Warrior :public Fighter
	{
	public:
		F_Warrior(int tmpID, string tmpName) :Fighter(tmpID, tmpName) {}  //构造函数
	};

	//"法师"类玩家，父类为Fighter
	class F_Mage :public Fighter
	{
	public:
		F_Mage(int tmpID, string tmpName) :Fighter(tmpID, tmpName) {}  //构造函数
	};

	//聊天信息通知器
	class TalkNotifier :public Notifier
	{
	public:
		//将玩家增加到家族列表中来
		virtual void addToList(Fighter* player)
		{
			int tmpfamilyid = player->GetFamilyID();
			if (tmpfamilyid != -1)  //加入了某个家族
			{
				auto iter = m_familyList.find(tmpfamilyid);
				if (iter != m_familyList.end())
				{
					//该家族id在map中已经存在
					iter->second.push_back(player);  //直接把该玩家加入到该家族
				}
				else
				{
					//该家族id在map中不存在
					list<Fighter*> tmpplayerlist;
					m_familyList.insert(make_pair(tmpfamilyid, tmpplayerlist));  //以该家族id为key，增加条目到map中
					m_familyList[tmpfamilyid].push_back(player);  //向该家族中增加第一个玩家
				}
			}
		}
		//将玩家从家族列表中删除
		virtual void removeFromList(Fighter* player)
		{
			int tmpfamilyid = player->GetFamilyID();
			if (tmpfamilyid != -1)  //加入了某个家族
			{
				auto iter = m_familyList.find(tmpfamilyid);
				if (iter != m_familyList.end())
				{
					m_familyList[tmpfamilyid].remove(player);
				}
			}
		}
		//家族中某玩家说了句话，调用该函数来通知家族中所有人
		virtual void notify(Fighter* talker, string tmpContent)  //talker是讲话的玩家
		{
			int tmpfamilyid = talker->GetFamilyID();
			if (tmpfamilyid != -1)  //加入了某个家族
			{
				auto itermap = m_familyList.find(tmpfamilyid);
				if (itermap != m_familyList.end())
				{
					//遍历该玩家所属家族的所有成员
					for (auto iterlist = itermap->second.begin(); iterlist != itermap->second.end(); ++iterlist)
					{
						(*iterlist)->NotifyWords(talker, tmpContent);
					}
				}
			}
		}

	private:
		//map中的key表示家族id，value代表该家族中所有玩家列表
		map<int, list<Fighter*>> m_familyList;
	};
}

int main()
{
	//创建游戏玩家
	nmsp2::Fighter* pplayerobj1 = new nmsp2::F_Warrior(10, "张三");  //实际游戏中很多数据取自数据库。
	pplayerobj1->SetFamilyID(100);  //假设该玩家所在的家族的家族ID是100

	nmsp2::Fighter* pplayerobj2 = new nmsp2::F_Warrior(20, "李四");
	pplayerobj2->SetFamilyID(100);

	nmsp2::Fighter* pplayerobj3 = new nmsp2::F_Mage(30, "王五");
	pplayerobj3->SetFamilyID(100);

	nmsp2::Fighter* pplayerobj4 = new nmsp2::F_Mage(50, "赵六");
	pplayerobj4->SetFamilyID(200);  //赵六和前面三人属于两个不同的家族

	//创建通知器
	nmsp2::Notifier* ptalknotify = new nmsp2::TalkNotifier();

	//玩家增加到家族列表中来，这样才能收到家族聊天信息
	ptalknotify->addToList(pplayerobj1);
	ptalknotify->addToList(pplayerobj2);
	ptalknotify->addToList(pplayerobj3);
	ptalknotify->addToList(pplayerobj4);

	//某游戏玩家聊天，同族人都应该收到该信息
	pplayerobj1->SayWords("全族人立即到沼泽地集结，准备进攻！", ptalknotify);

	cout << "王五不想再收到家族其他成员的聊天信息了---" << endl;
	ptalknotify->removeFromList(pplayerobj3);  //将王五从家族列表中删除
	pplayerobj2->SayWords("请大家听从族长调遣，前往沼泽地！", ptalknotify);

	//释放资源
	delete pplayerobj1;
	delete pplayerobj2;
	delete pplayerobj3;
	delete pplayerobj4;
	delete ptalknotify;

	std::cout << "主线程执行完毕\n";
}

<1>pplayerobj1->SayWords(“全族人立即到沼泽地集结，准备进攻！”,ptalknotify);
<2>notifier->notify(this, tmpContent);
<3>int tmpfamilyid = talker->GetFamilyID();
<4>auto itermap = m_familyList.find(tmpfamilyid);
<5>for (auto iterlist = itermap->second.begin(); iterlist != itermap->second.end(); ++iterlist) //遍历list容器
(*iterlist)->NotifyWords(talker,tmpContent);
<6>cout << “玩家：” << m_sPlayerName << " 收到了玩家：" << talker->m_sPlayerName << " 发送的聊天信息：" << tmpContent << endl;

观察者设计模式定义（实现意图）：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会自动得到通知。

发布-订阅(Publish-Subscribe）

观察者模式UML图
观察者模式UML图

未抽象通知器情形下的观察者模式UML图
未抽象通知器情形下的观察者模式UML图

观察者模式的四种角色
a)Subject（主题）：观察目标，这里指Notifier类。
b)ConcreteSubject（具体主题）：这里指TalkNotifier类。
c)Observer（观察者）：这里指Fighter类。
d)ConcreteObserver（具体观察者）：这里指F_Warrior和F_Mage子类。

观察者模式角色关系图
观察者模式角色关系图

观察者模式的特点
a)在观察者和观察目标之间建立了一个抽象的耦合。
b)观察目标会向观察者列表中的所有观察者发送通知。
c)可以通过增加代码来增加新的观察者或者观察目标，符合开闭原则。

三：应用联想

a)救援家族成员镖车。
b)将新闻推荐给符合其胃口的读者。
c)通过改变自身绘制的图形来真实的反应公司的销售数据。
d)炮楼只会对30米内的玩家（列表内玩家）进行攻击。

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