Rust中的设计模式：观察者模式(Observer)

观察者模式介绍

观察者模式是一种软件设计模式，它允许对象(通常称为主题)维护一个称为观察者的依赖项列表，并自动通知它们任何状态更改。

许多语言都有这种模式，要么是内置的，要么是在标准库中。

1，首先是Observable，它可以是一个接口，被观察的对象。被观察对象拥有一个观察者列表。

2，Observer，观察者。这也可以是一个接口。

3，ConcreteObservable，保存状态的具体类。如果状态中有任何变化，则调用setState方法，然后调用notify方法反过来通知观察者。

4，ConcreteObserverA/B，处理状态变化的具体观察者。

在Rust中实现观察者模式

新建一个Rust项目：

cargo new rust_observer

我们将从Observer特征开始：

trait Observer {
    fn update(&self, data:&str);
}

这很简单，Observer只有一个方法update，它有一些数据作为参数。

现在实现Subject：

struct Subject<'a> {
    observers: Vec<&'a dyn Observer>,
    state: String,
}

impl<'a> Subject<'a> {
    fn new(state: String) -> Self {
        Self {
            observers: Vec::new(),
            state: state,
        }
    }

    fn attach(&mut self, observer: &'a dyn Observer) {
        self.observers.push(observer);
    }

    fn detach(&mut self, observer: &dyn Observer) {
        self.observers.retain(|o| !std::ptr::eq(*o, observer));
    }


    fn notify(&self) {
        for o in &self.observers {
            o.update(&self.state);
        }
    }

    fn set_state(&mut self, state: String) {
        self.state = state;
        self.notify();
    }
}

• 1，在Subject结构体中，观察者必须具有与整个结构体相同的生命周期。
• 2，new方法，即构造函数，非常简单。
• 3，attach方法，将观察者加入列表中。
• 4，detach方法，使用指定的闭包进行筛选。闭包返回true的每个元素都保留在vector中，当它返回false时，这些元素被删除。
• 5，notify方法遍历每个观察者，并在每个观察者上调用update方法。
• 6，set_state方法改变状态，并调用notify，以便每个观察者都能对状态变化做出反应。

现在建立一个真正的observer：

struct ConcreteObserver {
    name: String,
}

impl Observer for ConcreteObserver {
    fn update(&self, data:&str) {
        println!("{} received data: {}",self.name,data);
    }
}

测试

fn main() {
    let mut subject = Subject::new("initial data".to_string());

    let observer1=ConcreteObserver {
        name: "Observer 1".to_string(),
    };

    let observer2=ConcreteObserver {
        name: "Observer 2".to_string(),
    };

    subject.attach(&observer1);
    subject.attach(&observer2);

    subject.set_state("updated_data".to_string());

    subject.detach(&observer2);

    subject.set_state("Again updated data".to_string());   

    subject.detach(&observer1);
}

• 1，我们用一些初始数据实例化Subject。
• 2，然后定义两个观察者，它们都是concreteobserver。每一个都有一个不同的名称。
• 3，然后我们需要将它们附加到Subject。
• 4，set_state方法被调用，这会将状态变化发送给两个观察者，并将其打印出来。
• 5，为了确保detach方法正确运行，我们分离第二个观察者。
• 6，我们再调用一次set_state方法，我们现在应该只得到一条打印语句。

执行cargo run，结果如下：

Observer 1 received data: updated_data
Observer 2 received data: updated_data
Observer 1 received data: Again updated data

可能的改进

一个可能的改进是使其线程安全，因为现在这个实现不是线程安全的。