C#中经典的观察者模式：猫捉老鼠游戏

2024-01-21 20:11:05

随着数字化时代的到来，编程范例的演进也如火如荼。观察者模式，作为设计模式家族中一颗璀璨的明珠，以其优雅的设计和高度的灵活性，在软件开发领域备受推崇。本文将通过一个妙趣横生的猫捉老鼠游戏，带领大家深入剖析观察者模式在C#中的精妙运用，领略其非凡的魅力。

观察者模式简介

观察者模式是一种设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，其中一个对象（主题）的状态改变会自动通知并更新所有依赖于它的对象（观察者）。这种模式巧妙地将观察者与主题解耦，使得它们可以独立变化，提高了系统的灵活性。

C#中的猫捉老鼠游戏

想象一下一个生动有趣的猫捉老鼠游戏，在这个游戏中，一只狡猾的猫正在追逐一只机敏的老鼠。我们可以将猫和老鼠分别抽象为主题和观察者，用观察者模式来模拟它们的互动。

主题：猫

猫是主题，它负责跟踪自己的状态，包括位置、速度和方向。当猫的状态发生变化时，它需要通知所有观察者（老鼠）。

public class Cat : ISubject
{
    private int _x;
    private int _y;
    private int _speed;
    private int _direction;

    public int X { get => _x; set { _x = value; Notify(); } }
    public int Y { get => _y; set { _y = value; Notify(); } }
    public int Speed { get => _speed; set { _speed = value; Notify(); } }
    public int Direction { get => _direction; set { _direction = value; Notify(); } }

    private List<IObserver> _observers = new List<IObserver>();

    public void Attach(IObserver observer) { _observers.Add(observer); }
    public void Detach(IObserver observer) { _observers.Remove(observer); }
    public void Notify() { foreach (var observer in _observers) observer.Update(this); }
}

观察者：老鼠

老鼠是观察者，它需要时刻监听猫的状态变化，以便及时做出反应。

public class Mouse : IObserver
{
    public void Update(ISubject subject)
    {
        var cat = (Cat)subject;
        // 根据猫的状态做出反应，比如逃跑或躲藏
    }
}

游戏过程

当游戏开始时，猫会随机移动。每当猫的状态（位置、速度或方向）发生变化时，它都会通知老鼠。老鼠收到通知后，会根据猫的状态做出相应的反应，比如逃跑或躲藏。

这种设计模式使猫和老鼠可以独立变化，而不用担心对彼此的直接影响。它提高了游戏的灵活性，允许轻松添加或删除老鼠，而不会影响猫的逻辑。

C#中的观察者模式实现

C#中观察者模式的实现主要依赖于事件和委托。主题定义了一个事件，观察者订阅该事件，当主题的状态发生变化时，事件就会触发，通知所有订阅者。

public interface ISubject
{
    void Attach(IObserver observer);
    void Detach(IObserver observer);
    void Notify();
}

public interface IObserver
{
    void Update(ISubject subject);
}