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委托、事件与Observer设计模式http://www.tracefact.net/tech/009.html

原文 http://blog.csdn.net/yingdi_/article/details/78839637

2017-12-20 02:00:44阅读(292)

假设我们有个高档的热水器,我们给它通上电,当水温超过95度的时候:1、扬声器会开始发出语音,告诉你水的温度;2、液晶屏也会改变水温的显示,来提示水已经快烧开了。

现在我们需要写个程序来模拟这个烧水的过程,我们将定义一个类来代表热水器,我们管它叫:Heater,它有代表水温的字段,叫做temperature;当然,还有必不可少的给水加热方法BoilWater(),一个发出语音警报的方法MakeAlert(),一个显示水温的方法,ShowMsg()。

namespace Delegate {
class Heater {
private int temperature; // 水温
// 烧水
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;

if (temperature > 95) {
MakeAlert(temperature);
ShowMsg(temperature);
}
}
}

// 发出语音警报
private void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm:嘀嘀嘀,水已经 {0} 度了:" , param);
}

// 显示水温
private void ShowMsg(int param) {
Console.WriteLine("Display:水快开了,当前温度:{0}度。" , param);
}
}

class Program {
static void Main() {
Heater ht = new Heater();
ht.BoilWater();
}
}
}

这里就出现了一个问题:如何在水烧开的时候通知报警器和显示器?在继续进行之前,我们先了解一下Observer设计模式,Observer设计模式中主要包括如下两类对象:

Subject:监视对象,它往往包含着其他对象所感兴趣的内容。在本范例中,热水器就是一个监视对象,它包含的其他对象所感兴趣的内容,就是temprature字段,当这个字段的值快到100时,会不断把数据发给监视它的对象。Observer:监视者,它监视Subject,当Subject中的某件事发生的时候,会告知Observer,而Observer则会采取相应的行动。在本范例中,Observer有警报器和显示器,它们采取的行动分别是发出警报和显示水温。

在本例中,事情发生的顺序应该是这样的:

警报器和显示器告诉热水器,它对它的温度比较感兴趣(注册)。热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。热水器进行烧水这一动作,当水温超过95度时,通过对警报器和显示器的引用,自动调用警报器的MakeAlert()方法、显示器的ShowMsg()方法。

类似这样的例子是很多的,GOF对它进行了抽象,称为Observer设计模式:Observer设计模式是为了定义对象间的一种一对多的依赖关系,以便于当一个对象的状态改变时,其他依赖于它的对象会被自动告知并更新。Observer模式是一种松耦合的设计模式。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Delegate {
// 热水器
public class Heater {
private int temperature;
public delegate void BoilHandler(int param); //声明委托
public event BoilHandler BoilEvent; //声明事件

// 烧水
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;

if (temperature > 95) {
if (BoilEvent != null) { //如果有对象注册
BoilEvent(temperature); //调用所有注册对象的方法
}
}
}
}
}

// 警报器
public class Alarm {
public void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm:嘀嘀嘀,水已经 {0} 度了:", param);
}
}

// 显示器
public class Display {
public static void ShowMsg(int param) { //静态方法
Console.WriteLine("Display:水快烧开了,当前温度:{0}度。", param);
}
}

class Program {
static void Main() {
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();

heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert; //注册方法
heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert; //给匿名对象注册方法
heater.BoilEvent += Display.ShowMsg; //注册静态方法

heater.BoilWater(); //烧水,会自动调用注册过对象的方法
}
}
}

输出为:
Alarm:嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Alarm:嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Display:水快烧开了,当前温度:96度。
// 省略...

尽管上面的范例很好地完成了我们想要完成的工作,但是我们不仅疑惑:为什么.Net Framework 中的事件模型和上面的不同?为什么有很多的EventArgs参数?

在回答上面的问题之前,我们先搞懂 .Net Framework的编码规范:

委托类型的名称都应该以EventHandler结束。委托的原型定义:有一个void返回值,并接受两个输入参数:一个Object 类型,一个 EventArgs类型(或继承自EventArgs)。事件的命名为 委托去掉 EventHandler之后剩余的部分。继承自EventArgs的类型应该以EventArgs结尾。

再做一下说明:

委托声明原型中的Object类型的参数代表了Subject,也就是监视对象,在本例中是 Heater(热水器)。回调函数(比如Alarm的MakeAlert)可以通过它访问触发事件的对象(Heater)。EventArgs 对象包含了Observer所感兴趣的数据,在本例中是temperature。

上面这些其实不仅仅是为了编码规范而已,这样也使得程序有更大的灵活性。比如说,如果我们不光想获得热水器的温度,还想在Observer端(警报器或者显示器)方法中获得它的生产日期、型号、价格,那么委托和方法的声明都会变得很麻烦,而如果我们将热水器的引用传给警报器的方法,就可以在方法中直接访问热水器了。

现在我们改写之前的范例,让它符合 .Net Framework 的规范:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Delegate {
// 热水器
public class Heater {
private int temperature;
public string type = "RealFire 001"; // 添加型号作为演示
public string area = "China Xian"; // 添加产地作为演示
//声明委托
public delegate void BoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);
public event BoiledEventHandler Boiled; //声明事件

// 定义BoiledEventArgs类,传递给Observer所感兴趣的信息
public class BoiledEventArgs : EventArgs {
public readonly int temperature;
public BoiledEventArgs(int temperature) {
this.temperature = temperature;
}
}

// 可以供继承自 Heater 的类重写,以便继承类拒绝其他对象对它的监视
protected virtual void OnBoiled(BoiledEventArgs e) {
if (Boiled != null) { // 如果有对象注册
Boiled(this, e); // 调用所有注册对象的方法
}
}

// 烧水。
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;
if (temperature > 95) {
//建立BoiledEventArgs 对象。
BoiledEventArgs e = new BoiledEventArgs(temperature);
OnBoiled(e); // 调用 OnBolied方法
}
}
}
}

// 警报器
public class Alarm {
public void MakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {
Heater heater = (Heater)sender; //这里是不是很熟悉呢?
//访问 sender 中的公共字段
Console.WriteLine("Alarm:{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀,水已经 {0} 度了:", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}

// 显示器
public class Display {
public static void ShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) { //静态方法
Heater heater = (Heater)sender;
Console.WriteLine("Display:{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Display:水快烧开了,当前温度:{0}度。", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}

class Program {
static void Main() {
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();

heater.Boiled += alarm.MakeAlert; //注册方法
heater.Boiled += (new Alarm()).MakeAlert; //给匿名对象注册方法
heater.Boiled += new Heater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert); //也可以这么注册
heater.Boiled += Display.ShowMsg; //注册静态方法

heater.BoilWater(); //烧水,会自动调用注册过对象的方法
}
}
}

输出为:
Alarm:China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Alarm:China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Alarm:China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Display:China Xian - RealFire 001:
Display:水快烧开了,当前温度:96度。
// 省略 ...

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