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使用C#中的事件和事件处理程序实现一个简单的观察者模式

liuian 2025-03-05 17:58 11 浏览

观察者模式(Observer Pattern)

观察者模式是一种设计模式,用于定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象的状态发生变化时,其所有依赖者(观察者)都会收到通知并更新。

在 C# 中,事件和事件处理程序非常适合实现观察者模式。


实现代码

以下代码展示了如何使用 C# 中的事件和事件处理程序实现一个简单的观察者模式:

using System;
using System.Collections.Generic;

// 定义一个事件发布者(Subject)
public class Subject
{
    // 定义事件
    public event EventHandler NotifyObservers;

    // 更新状态并通知观察者
    private string _state;
    public string State
    {
        get => _state;
        set
        {
            _state = value;
            Console.WriteLine($"Subject: State has changed to {_state}");
            OnNotifyObservers(_state); // 触发事件
        }
    }

    // 触发事件的方法
    protected virtual void OnNotifyObservers(string state)
    {
        NotifyObservers?.Invoke(this, state);
    }
}

// 定义一个观察者(Observer)
public class Observer
{
    private readonly string _name;

    public Observer(string name)
    {
        _name = name;
    }

    // 观察者的处理方法
    public void Update(object sender, string state)
    {
        Console.WriteLine($"Observer {_name}: Received state update: {state}");
    }
}

// 主程序
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建事件发布者(主题)
        Subject subject = new Subject();

        // 创建观察者
        Observer observer1 = new Observer("A");
        Observer observer2 = new Observer("B");

        // 订阅主题的通知
        subject.NotifyObservers += observer1.Update;
        subject.NotifyObservers += observer2.Update;

        // 更改状态,触发通知
        subject.State = "State 1";
        subject.State = "State 2";

        // 取消一个观察者的订阅
        subject.NotifyObservers -= observer1.Update;

        // 更改状态,验证是否少一个观察者
        subject.State = "State 3";
    }
}

运行结果

Subject: State has changed to State 1
Observer A: Received state update: State 1
Observer B: Received state update: State 1
Subject: State has changed to State 2
Observer A: Received state update: State 2
Observer B: Received state update: State 2
Subject: State has changed to State 3
Observer B: Received state update: State 3

实现关键点

  1. 事件声明
  2. 使用 event 关键字定义事件,确保其他类只能订阅或取消订阅,而不能直接触发事件。
  3. NotifyObservers 是一个泛型 EventHandler,方便传递参数。
  4. 订阅与取消订阅
  5. 使用 += 订阅事件,使用 -= 取消订阅事件。
  6. 事件触发
  7. 在 State 属性的 setter 中,当状态改变时,调用 OnNotifyObservers 方法触发事件。
  8. 事件处理器
  9. Observer 类中的 Update 方法被用作事件处理器,它会在事件触发时被调用。

优点

  1. 松耦合:发布者和观察者通过事件进行交互,互相不知道彼此的细节。
  2. 动态订阅:观察者可以动态添加或移除。
  3. 扩展性强:可以轻松地添加新观察者,而无需修改现有代码。

适用场景

  1. GUI 应用程序:按钮点击事件通知多个 UI 元素。
  2. 消息通知系统:发布者通知多个订阅者。
  3. 数据模型更新:模型变化时通知视图更新(MVVM、MVC 模式)。

改进方向

  1. 多线程环境下的线程安全性
  2. 使用 Interlocked.CompareExchange 确保事件订阅和触发的线程安全。
  3. 弱引用防止内存泄漏
  4. 如果观察者对象被销毁但未取消订阅,可能导致内存泄漏。
  5. 使用 WeakEventManager(如 WPF 提供的)来管理事件。

通过这种实现方式,可以优雅地实现 C# 中的观察者模式,充分利用语言本身对事件和委托的支持。

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