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107、23种设计模式之观察者模式（16/23）

news 2025/10/9 5:51:51

一、模式定义

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为型设计模式，通过定义对象间的一对多依赖关系，实现当被观察对象（Subject）状态变化时，自动通知所有注册的观察者（Observer）并触发更新。其核心在于解耦被观察者与观察者，使两者可独立扩展和修改。

二、优缺点分析

1.优点

松耦合架构：被观察者与观察者通过接口交互，无需直接引用具体类，降低模块间依赖。
动态扩展性：支持运行时动态添加/移除观察者，符合开闭原则。
事件驱动：适用于需要实时响应状态变化的场景，如GUI、消息系统。

2.缺点

性能开销：大量观察者可能导致通知延迟，尤其在复杂系统中。
循环依赖风险：若观察者与被观察者相互引用，可能引发无限循环调用。
通知顺序不可控：观察者接收通知的顺序可能影响业务逻辑。

三、典型应用场景

1.GUI事件处理

示例：按钮点击触发日志记录、界面更新、数据提交。
实现：Java Swing的ActionListener、Android的OnClickListener。

2.实时数据同步

示例：股票行情系统，股价变动时更新所有投资者界面。
实现：前端框架（Vue/React）的数据绑定机制。

3.监控与报警系统

示例：服务器CPU超阈值时触发邮件报警、日志记录、自动扩容。
实现：Prometheus监控系统结合Alertmanager。

4.游戏事件系统

示例：玩家生命值归零时触发死亡动画、保存进度、播放音效。
实现：Unity的UnityEvent或自定义事件总线。

四、C#代码示例

场景：玩家击中敌人时，触发爆炸动画并减少敌人数量。

using System;
using System.Collections.Generic;// 观察者接口
public interface IObserver
{void Update();
}// 具体观察者：爆炸事件
public class ExplosionEvent : IObserver
{public void Update(){Console.WriteLine("爆炸动画播放！");}
}// 具体观察者：敌人数量管理
public class EnemyManager : IObserver
{public int EnemyCount { get; private set; } = 10;public void Update(){EnemyCount--;Console.WriteLine($"剩余敌人数量：{EnemyCount}");}
}// 被观察者：玩家
public class Player
{private List<IObserver> _observers = new List<IObserver>();public void AddObserver(IObserver observer) => _observers.Add(observer);public void RemoveObserver(IObserver observer) => _observers.Remove(observer);public void NotifyObservers(){foreach (var observer in _observers){observer.Update();}}public void HitEnemy(){Console.WriteLine("玩家击中敌人！");NotifyObservers();}
}// 客户端代码
class Program
{static void Main(){Player player = new Player();IObserver explosion = new ExplosionEvent();IObserver enemyManager = new EnemyManager();player.AddObserver(explosion);player.AddObserver(enemyManager);player.HitEnemy(); // 触发观察者更新}
}