【设计模式】观察者模式

参考文章

一文讲清楚观察者模式

代码-图

#include<stdio.h>// 前置声明typedefstruct_subject_tsubject_t;typedefstruct_observer_tobserver_t;voidsubject_attach(subject_t*sub,observer_t*obs);voidsubject_detach(subject_t*sub,observer_t*obs);typedefstruct_observer_t{void(*update)(struct_observer_t*,int,int);// 修正函数指针语法struct_observer_t*next;struct_subject_t*subject;// 添加前向声明}observer_t;voidobserver_init(observer_t*obs,subject_t*subject){obs->update=NULL;obs->next=NULL;obs->subject=subject;subject_attach(subject,obs);}voidobserver_deinit(observer_t*obs)// 移除多余参数{subject_detach(obs->subject,obs);}voidobserver_update(observer_t*obs,inttemp,inthum){if(obs->update!=NULL){obs->update(obs,temp,hum);}}// subject_t 结构定义示例struct_subject_t{observer_t*obs;};// 静态初始化主题对象voidsubject_init(subject_t*subject){subject->obs=NULL;}// 需要实现的观察者注册函数voidsubject_attach(subject_t*subject,observer_t*obs){if(!subject->obs){subject->obs=obs;}else{observer_t*cur=subject->obs;while(cur->next)cur=cur->next;cur->next=obs;}}// 需要实现的观察者注销函数voidsubject_detach(subject_t*subject,observer_t*obs){observer_t**indirect=&subject->obs;// 使用二级指针简化操作while(*indirect){if(*indirect==obs){*indirect=obs->next;// 绕过目标节点obs->next=NULL;// 重置观察者的next指针return;}indirect=&(*indirect)->next;}}// 数据通知订阅者voidsubject_notify(subject_t*subject,inttemp,inthum){observer_t*_obs=subject->obs;while(_obs){observer_update(_obs,temp,hum);_obs=_obs->next;}}typedefstruct_display_t{observer_tobs;}display_t;voiddisplay_show(observer_t*obs,inttemp,inthum);// 静态构造函数voiddisplay_init(display_t*display,subject_t*subject){observer_init(&display->obs,subject);display->obs.update=display_show;}// 模拟屏幕显示voiddisplay_show(observer_t*obs,inttemp,inthum){printf("temp:%d\n",temp);printf("hum:%d\n",hum);}typedefstruct_ble_t{observer_tobs;}ble_t;voidble_send(observer_t*obs,inttemp,inthum);// 静态构造函数（修正变量名错误）voidble_init(ble_t*ble,subject_t*subject){observer_init(&ble->obs,subject);// 修正 display-> → ble->ble->obs.update=ble_send;}// 模拟蓝牙发送voidble_send(observer_t*obs,inttemp,inthum){printf("send temp:%d\n",temp);printf("send hum:%d\n",hum);}typedefstruct_sensor_t{subject_tsubject;inttemp;inthum;}sensor_t;// 静态构造函数voidsensor_init(sensor_t*sensor){sensor->temp=0;sensor->hum=0;subject_init(&sensor->subject);}// 模拟温湿度传感器读取数值voidsensor_get(sensor_t*sensor,inttemp,inthum){sensor->temp=temp;sensor->hum=hum;subject_notify(&sensor->subject,temp,hum);// 更安全的指针转换}intmain(){// 创建传感器实例sensor_tmy_sensor;sensor_init(&my_sensor);// 创建显示设备和蓝牙设备display_tscreen;display_init(&screen,(subject_t*)&my_sensor);ble_tble_device;ble_init(&ble_device,(subject_t*)&my_sensor);// 第一次数据更新（两个设备都应响应）printf("=== First Update ===\n");sensor_get(&my_sensor,25,60);// 移除蓝牙设备（通过反初始化）printf("\n=== Detaching BLE ===\n");observer_deinit(&ble_device.obs);// 第二次数据更新（仅显示设备响应）printf("\n=== Second Update ===\n");sensor_get(&my_sensor,26,58);return0;}

想法

观察者模式是一种消息从下往上的方式，类似与回调函数，当下面发现了数据变化，通知上面。
应用层模块的输出通常是上层一步步往下，最终底层实现；
但是底层的数据想要往上传，1种通过上层的查询【数据拉模型】，2种是通过“通知/回调”的形式上传【数据推模型】

回调函数

【消费者】上层提供具体回调方法和数据入口；
【生产者】下层提供抽象回调方法，配置attach。
典型的就是串口数据接收；

观察者模式

观察者模式利用面向对象的方式，讲回调函数接口直接封装起来使用；

其中“观察者”通常是应用中上层的【消费者】，而“被观察对象”通常是下层【生成者】。
被观察者通过notify方法将数据上传到观察者端，这个过程类似“回调函数”的作用，下层应用通知（触发）上层应用；下层（被观察者）仅通过抽象接口（如Observer.update()）通知上层，不依赖具体实现；
观察者模式的notify可通知多个观察者（一对多），而回调通常是一对一的关系
观察者模式通过中介（如Subject类）完全解耦双方；回调中调用方需持有被调用方的引用（如Callback接口实例）

观察者模式对比订阅发布模式

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）

其核心思想是通过抽象解耦高层模块与低层模块的依赖关系，提升系统的灵活性、可维护性和扩展性。

依赖倒置原则的定义

高层模块不应依赖低层模块：两者都应依赖于抽象（接口或抽象类）。
抽象不应依赖细节：抽象层定义规范，具体实现（细节）应依赖抽象
核心目标：通过面向接口编程，减少模块间的直接耦合，使系统更适应变化。

为什么需要依赖倒置？

传统设计的缺陷：

高层模块直接调用低层模块，导致低层改动时高层必须同步修改（如更换数据库需重写业务逻辑）
代码复用性差，并行开发困难（如团队需等待底层模块完成才能开发高层）

依赖倒置的优势：

解耦：高层模块通过抽象接口调用低层功能，低层实现可自由替换
扩展性：新增功能只需实现接口，无需修改现有代码（符合开闭原则）
测试友好：可通过Mock对象模拟接口，独立测试高层逻辑