C#觀察者模式詳解

一、定義及原理

觀察者模式是一種行為設計模式，其定義把對象間的一種依賴關係從靜態轉化為動態的，從而使得一個對象在其他對象的狀態發生改變時被通知並自動更新。

觀察者模式中，被觀察者維護一個觀察者列表，當被觀察者的狀態發生改變時，遍歷觀察者列表並調用觀察者的統一接口，觀察者根據被觀察者的狀態進行相應的處理。

二、實現方式

在C#中，可以通過委託和事件來實現觀察者模式。

首先定義一個委託類型，表示觀察者的處理方法：

public delegate void UpdateHandler(object sender, EventArgs e);

然後定義一個被觀察者的抽象類或接口，用於添加和刪除觀察者，以及通知觀察者：

public abstract class Subject
{
    // 觀察者列表
    private List<UpdateHandler> observers = new List<UpdateHandler>();
    // 註冊觀察者
    public void Attach(UpdateHandler observer)
    {
        observers.Add(observer);
    }
    // 刪除觀察者
    public void Detach(UpdateHandler observer)
    {
        observers.Remove(observer);
    }
    // 通知觀察者
    public void Notify(object sender, EventArgs e)
    {
        foreach (UpdateHandler observer in observers)
        {
            observer(sender, e);
        }
    }
}

被觀察者的子類可以通過繼承Subject類來實現添加、刪除觀察者和通知觀察者的方法。

定義一個觀察者的抽象類或接口：

public abstract class Observer
{
    // 更新方法，被被觀察者調用
    public abstract void Update(object sender, EventArgs e);
}

觀察者的子類需要實現Update方法，該方法中根據被觀察者的狀態進行相應的處理。

三、實例演示

以下是一個簡單的實例，演示了觀察者模式的用法。

被觀察者類：

public class Product : Subject
{
    private string name;
    private double price;
    public Product(string name, double price)
    {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
    // 商品名稱
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }
    // 商品價格
    public double Price
    {
        get { return price; }
        set { price = value; Notify(this, EventArgs.Empty); }
    }
}

觀察者類：

public class Customer : Observer
{
    private string name;
    public Customer(string name)
    {
        this.name = name;
    }
    // 更新方法
    public override void Update(object sender, EventArgs e)
    {
        Product product = sender as Product;
        Console.WriteLine($"顧客{name}，您關注的商品{name}的價格已經從{product.Price - product.Price * 0.1}元變為{product.Price}元了！");
    }
}

測試類：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Product product = new Product("Surface Laptop", 9999.99);
        // 添加觀察者
        Customer c1 = new Customer("張三");
        Customer c2 = new Customer("李四");
        product.Attach(c1.Update);
        product.Attach(c2.Update);
        // 修改商品價格
        Console.WriteLine("修改商品價格為：8999.99");
        product.Price = 8999.99;
        Console.ReadKey();
    }
}

輸出結果：

修改商品價格為：8999.99
顧客張三，您關注的商品Surface Laptop的價格已經從8999.991元變為8999.99元了！
顧客李四，您關注的商品Surface Laptop的價格已經從8999.991元變為8999.99元了！

四、優缺點分析

優點：

1. 解耦：觀察者模式將被觀察者和觀察者解耦，使得它們可以獨立演化。
2. 擴展性：可以方便地增加新的觀察者和被觀察者，而不需要修改原有的代碼。
3. 靈活性：觀察者模式可以實現松耦合，被觀察者和觀察者之間只是簡單地約定了一種通信方式。

缺點：

1. 過度使用：如果觀察者太多或者觀察者與被觀察者之間的交互過於複雜，可能會導致代碼的維護和理解變得更加困難。此時我們應該考慮使用其他方式替代觀察者模式。