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委托、事件与Observer设计模式

范例说明

上面的例子已不足以再进行下面的讲解了，我们来看一个新的范例，因为之前已经介绍了很多的内容，所以本节的进度会稍微快一些：

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 {<br /> class Heater {<br /> private int temperature; // 水温<br /> // 烧水<br /> public void BoilWater() {<br /> for (int i = 0; i <= 100; i++) {<br /> temperature = i;</p> <p> if (temperature > 95) {<br /> MakeAlert(temperature);<br /> ShowMsg(temperature);<br /> }<br /> }<br /> }</p> <p> // 发出语音警报<br /> private void MakeAlert(int param) {<br /> Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：" , param);<br /> }</p> <p> // 显示水温<br /> private void ShowMsg(int param) {<br /> Console.WriteLine("Display：水快开了，当前温度：{0}度。" , param);<br /> }<br /> }</p> <p>class Program {<br /> static void Main() {<br /> Heater ht = new Heater();<br /> ht.BoilWater();<br /> }<br /> }<br /> }

Observer设计模式简介

上面的例子显然能完成我们之前描述的工作，但是却并不够好。现在假设热水器由三部分组成：热水器、警报器、显示器，它们来自于不同厂商并进行了组装。那么，应该是热水器仅仅负责烧水，它不能发出警报也不能显示水温；在水烧开时由警报器发出警报、显示器显示提示和水温。

这时候，上面的例子就应该变成这个样子：   

// 热水器<br /> public class Heater {<br /> private int temperature;</p> <p> // 烧水<br /> private void BoilWater() {<br /> for (int i = 0; i <= 100; i++) {<br /> temperature = i;<br /> }<br /> }<br /> }</p> <p>// 警报器<br /> public class Alarm{<br /> private void MakeAlert(int param) {<br /> Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：" , param);<br /> }<br /> }</p> <p>// 显示器<br /> public class Display{<br /> private void ShowMsg(int param) {<br /> Console.WriteLine("Display：水已烧开，当前温度：{0}度。" , param);<br /> }<br /> }

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：

1. 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。
2. 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：

1. 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)。
2. 热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。
3. 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。

实现范例的Observer设计模式

我们之前已经对委托和事件介绍很多了，现在写代码应该很容易了，现在在这里直接给出代码，并在注释中加以说明。

using System;<br /> using System.Collections.Generic;<br /> using System.Text;</p> <p>namespace Delegate {<br /> // 热水器<br /> public class Heater {<br /> private int temperature;<br /> public delegate void BoilHandler(int param); //声明委托<br /> public event BoilHandler BoilEvent; //声明事件</p> <p> // 烧水<br /> public void BoilWater() {<br /> for (int i = 0; i <= 100; i++) {<br /> temperature = i;</p> <p> if (temperature > 95) {<br /> if (BoilEvent != null) { //如果有对象注册<br /> BoilEvent(temperature); //调用所有注册对象的方法<br /> }<br /> }<br /> }<br /> }<br /> }</p> <p> // 警报器<br /> public class Alarm {<br /> public void MakeAlert(int param) {<br /> Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", param);<br /> }<br /> }</p> <p> // 显示器<br /> public class Display {<br /> public static void ShowMsg(int param) { //静态方法<br /> Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：{0}度。", param);<br /> }<br /> }</p> <p> class Program {<br /> static void Main() {<br /> Heater heater = new Heater();<br /> Alarm alarm = new Alarm();</p> <p> heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert; //注册方法<br /> heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert; //给匿名对象注册方法<br /> heater.BoilEvent += Display.ShowMsg; //注册静态方法</p> <p> heater.BoilWater(); //烧水，会自动调用注册过对象的方法<br /> }<br /> }<br /> }<br /> 输出为：<br /> Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：<br /> Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：<br /> Display：水快烧开了，当前温度：96度。<br /> // 省略...

.Net Framework中的委托与事件

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：

1. 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)。
2. 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;<br /> using System.Collections.Generic;<br /> using System.Text;</p> <p>namespace Delegate {<br /> // 热水器<br /> public class Heater {<br /> private int temperature;<br /> public string type = "RealFire 001"; // 添加型号作为演示<br /> public string area = "China Xian"; // 添加产地作为演示<br /> //声明委托<br /> public delegate void BoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);<br /> public event BoiledEventHandler Boiled; //声明事件</p> <p> // 定义BoiledEventArgs类，传递给Observer所感兴趣的信息<br /> public class BoiledEventArgs : EventArgs {<br /> public readonly int temperature;<br /> public BoiledEventArgs(int temperature) {<br /> this.temperature = temperature;<br /> }<br /> }</p> <p> // 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<br /> protected virtual void OnBoiled(BoiledEventArgs e) {<br /> if (Boiled != null) { // 如果有对象注册<br /> Boiled(this, e); // 调用所有注册对象的方法<br /> }<br /> }</p> <p> // 烧水。<br /> public void BoilWater() {<br /> for (int i = 0; i <= 100; i++) {<br /> temperature = i;<br /> if (temperature > 95) {<br /> //建立BoiledEventArgs 对象。<br /> BoiledEventArgs e = new BoiledEventArgs(temperature);<br /> OnBoiled(e); // 调用 OnBolied方法<br /> }<br /> }<br /> }<br /> }</p> <p> // 警报器<br /> public class Alarm {<br /> public void MakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {<br /> Heater heater = (Heater)sender; //这里是不是很熟悉呢？<br /> //访问 sender 中的公共字段<br /> Console.WriteLine("Alarm：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);<br /> Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", e.temperature);<br /> Console.WriteLine();<br /> }<br /> }</p> <p> // 显示器<br /> public class Display {<br /> public static void ShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) { //静态方法<br /> Heater heater = (Heater)sender;<br /> Console.WriteLine("Display：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);<br /> Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：{0}度。", e.temperature);<br /> Console.WriteLine();<br /> }<br /> }</p> <p> class Program {<br /> static void Main() {<br /> Heater heater = new Heater();<br /> Alarm alarm = new Alarm();</p> <p> heater.Boiled += alarm.MakeAlert; //注册方法<br /> heater.Boiled += (new Alarm()).MakeAlert; //给匿名对象注册方法<br /> heater.Boiled += new Heater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert); //也可以这么注册<br /> heater.Boiled += Display.ShowMsg; //注册静态方法</p> <p> heater.BoilWater(); //烧水，会自动调用注册过对象的方法<br /> }<br /> }<br /> }</p> <p>输出为：<br /> Alarm：China Xian - RealFire 001:<br /> Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：<br /> Alarm：China Xian - RealFire 001:<br /> Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：<br /> Alarm：China Xian - RealFire 001:<br /> Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：<br /> Display：China Xian - RealFire 001:<br /> Display：水快烧开了，当前温度：96度。<br /> // 省略 ...

总结

在本文中我首先通过一个GreetingPeople的小程序向大家介绍了委托的概念、委托用来做什么，随后又引出了事件，接着对委托与事件所产生的中间代码做了粗略的讲述。

在第二个稍微复杂点的热水器的范例中，我向大家简要介绍了 Observer设计模式，并通过实现这个范例完成了该模式，随后讲述了.Net Framework中委托、事件的实现方式。