委托、事件与Observer设计模式

　　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()。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

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

            Console.Read();
        }
    }
}

Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Display：水快开了，当前温度：96度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 97 度了：
Display：水快开了，当前温度：97度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 98 度了：
Display：水快开了，当前温度：98度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 99 度了：
Display：水快开了，当前温度：99度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 100 度了：
Display：水快开了，当前温度：100度。

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：

 这时候，上面的例子就应该变成这个样子：
　　// 热水器
　　public class Heater {
　　private int temperature;
　　// 烧水
　　private void BoilWater() {
　　for (int i = 0; i <= 100; i++) {
　　temperature = i;
　　}
　　}
　　}
　　// 警报器
　　public class Alarm{
　　private void MakeAlert(int param) {
　　Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：" , param);
　　}
　　}
　　// 显示器
　　public class Display{
　　private void ShowMsg(int param) {
　　Console.WriteLine("Display：水已烧开，当前温度：{0}度。" , param);
　　}
　　}
　　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：
　　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。

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

 在“监视对象”上 声明 委托与事件，实例化“监视对象”和“监视者”，再在“监视对象”的事件上  注册上“监视者”的方法.

结果：

Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Display：水已烧开，当前温度：96度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 97 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 97 度了：
Display：水已烧开，当前温度：97度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 98 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 98 度了：
Display：水已烧开，当前温度：98度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 99 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 99 度了：
Display：水已烧开，当前温度：99度。
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 100 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 100 度了：
Display：水已烧开，当前温度：100度。

.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：
　　委托声明原型中的两个参数：

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

 结果：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：

Display：China Xi'an - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：96度。

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 97 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 97 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 97 度了：

Display：China Xi'an - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：97度。

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 98 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 98 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 98 度了：

Display：China Xi'an - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：98度。

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 99 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 99 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 99 度了：

Display：China Xi'an - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：99度。

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 100 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 100 度了：

Alarm：China Xi'an - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 100 度了：

Display：China Xi'an - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：100度。