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news 2025/7/17 12:17:55

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C#设计模式：观察者模式，让对象间通信更优雅

在软件开发中，我们经常会遇到一个对象的状态发生改变，其他对象需要自动更新或做出相应反应的场景。例如：

GUI事件处理： 当用户点击按钮时，按钮需要通知所有注册的事件处理程序。
股票价格更新： 当股票价格发生变化时，所有关注该股票的投资者都需要收到通知。
气象站数据更新： 当气象站收集到新的气象数据时，所有显示气象数据的设备都需要更新显示。

为了实现这种对象间的通信，我们可以使用观察者模式（Observer Pattern），它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。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收到通知并自动更新。

一、观察者模式简介

观察者模式属于行为型设计模式，它主要解决的是对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会收到通知并自动更新。

二、观察者模式的结构

观察者模式包含四个角色：

Subject（主题）： 被观察的对象，它维护一个观察者列表，并提供注册、删除和通知观察者的方法。
Observer（观察者）： 定义了一个更新接口，用于接收主题的通知。
ConcreteSubject（具体主题）： 具体被观察的对象，它维护自身状态，并在状态改变时通知所有观察者。
ConcreteObserver（具体观察者）： 具体的观察者对象，它实现更新接口，并在收到通知时更新自身状态。

三、C# 实现示例

让我们通过一个简单的气象站示例来理解观察者模式：

// 主题接口
interface ISubject
{void RegisterObserver(IObserver observer);void RemoveObserver(IObserver observer);void NotifyObservers();
}// 观察者接口
interface IObserver
{void Update(float temperature, float humidity, float pressure);
}// 具体主题：气象站
class WeatherStation : ISubject
{private List<IObserver> _observers = new List<IObserver>();private float _temperature;private float _humidity;private float _pressure;public void RegisterObserver(IObserver observer){_observers.Add(observer);}public void RemoveObserver(IObserver observer){_observers.Remove(observer);}public void NotifyObservers(){foreach (var observer in _observers){observer.Update(_temperature, _humidity, _pressure);}}public void SetMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure){_temperature = temperature;_humidity = humidity;_pressure = pressure;NotifyObservers();}
}// 具体观察者：显示当前天气状况
class CurrentConditionsDisplay : IObserver
{private float _temperature;private float _humidity;public void Update(float temperature, float humidity, float pressure){_temperature = temperature;_humidity = humidity;Display();}public void Display(){Console.WriteLine($"Current conditions: {_temperature}F degrees and {_humidity}% humidity");}
}// 客户端代码
class Program
{static void Main(string[] args){WeatherStation weatherStation = new WeatherStation();CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay();weatherStation.RegisterObserver(currentDisplay);weatherStation.SetMeasurements(80, 65, 30.4f);weatherStation.SetMeasurements(82, 70, 29.2f);weatherStation.SetMeasurements(78, 90, 29.2f);}
}