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デザインパターン勉強会　第17回：Observerパターン

Last updated at 2018-02-14Posted at 2018-02-13

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本エントリーは某社内で実施するデザインパターン勉強会向けの資料となります。
本エントリーで書籍「Java言語で学ぶデザインパターン入門」をベースに学習を進めますが、サンプルコードはC#に置き換えて解説します。

第1回：Iteratorパターン
 第2回：Adapterパターン
 第3回：Template Methodパターン
 第4回：Factory Methodパターン
 第5回：Singletonパターン
 第6回：Prototypeパターン
 第7回：Builderパターン
 第8回：Abstract Factoryパターン
 第9回：Bridgeパターン
 第10回：Strategyパターン
 第11回：Compositeパターン
 第12回：Decoratorパターン
 第13回：Visitorパターン
 第14回：Chain of Responsibilityパターン
 第15回：Facadeパターン
 第16回：Mediatorパターン

Observerパターンとは

　観察対象(subject)の状態が変化すると通知を受けます。
　通知を受けた観察者(observe)は、状態変化に応じて処理を実施します。
　観察対象(subject)は通知した後、観察者(observe)がどういう処理をするか知る必要が無く、分離することが出来る。

クラス図

各クラスの役割

※サンプルプログラムでは自前でObserverインターフェイスを作っているが、
.NET FrameworkでサポートされたIObserverインターフェイスがあるため、サンプルプログラムはそれを使用します。　https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/ee850490(v=vs.110).aspx

名前	役割
DigitObserver	数字で表示するIObserverの実装クラス
GraphObserver	数を"*"で表示するIObserverの実装クラス
NumberGenerator	数を生成するオブジェクトを表す抽象クラス(Subject)
RandamNumberGenerator	ランダムで数を生成するNumberGeneratorの具象クラス
Program	動作テスト用クラス

DigitObserverクラス

IObserverインターフェイスの実装クラス。
生成した数字をコンソールに表示する。

DigitObserver.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ObserverPettern_Sample
{
    public class DigitObserver : IObserver<NumberGenerator>
    {
        private NumberGenerator generator;

        public DigitObserver(NumberGenerator generator)
        {
            this.generator = generator;
        }

        void IObserver<NumberGenerator>.OnCompleted()
        {
            Console.WriteLine("DigitObserver:" + generator.GetNumber().ToString());
        }

        void IObserver<NumberGenerator>.OnError(Exception error)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        void IObserver<NumberGenerator>.OnNext(NumberGenerator value)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
}

GraphObserverObserverクラス

　IObserverインターフェイスの実装クラス。
　生成した数だけ"*"をコンソールに表示する。

GraphObserver.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ObserverPettern_Sample
{
    public class GraphObserver : IObserver<NumberGenerator>
    {
        private NumberGenerator generator;

        public GraphObserver(NumberGenerator generator)
        {
            this.generator = generator;
        }

        void IObserver<NumberGenerator>.OnCompleted()
        {
            int Count = 0;
            Count = generator.GetNumber();

            Console.Write("GraphObserver:");

            for (int i = 0; i < Count; i++)
            {
                Console.Write("*");
            }

            Console.WriteLine("");
        }

        void IObserver<NumberGenerator>.OnError(Exception error)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        void IObserver<NumberGenerator>.OnNext(NumberGenerator value)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
}

#NumberGeneratorクラス
数を生成するオブジェクトを表す抽象クラス

NumberGenerator.cs

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ObserverPettern_Sample
{
    public abstract class  NumberGenerator:IObservable<int >
    {
        private IList Observers  = new List<IObserver<NumberGenerator>>();

        public void AddObserver(IObserver<NumberGenerator> _observer)
        {

            Observers.Add(_observer);
        }

        public void DelteteObserver(IObserver<NumberGenerator> _observer)
        {
            Observers.Remove(_observer);
        }

        public void NotifyObservers()
        {
            foreach (IObserver<NumberGenerator> _Observer in Observers)
            {
                _Observer.OnCompleted();
            }
        }

        public abstract int GetNumber();

        public abstract void Execute();

        public IDisposable Subscribe(IObserver<int> observer)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }

}

#RandamNumberGenerator
ランダムで数を生成する、NumberGeneratorの実装クラス。
　・数を生成するたびに観察者に通知する
　・通知した後の観察者の処理は関与しない

RandamNumberGenerator.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ObserverPettern_Sample
{
    class RandamNumberGenerator : NumberGenerator
    {
        private Random GRandam = new Random();
        private int Number = 0;

        public override int GetNumber()
        {
            return Number;
        }

        public override void Execute()
        {
            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                Number = GRandam.Next(50);
                NotifyObservers();
            }
        }
    }
}

#Program
動作テスト用のクラス

Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ObserverPettern_Sample
{
    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            NumberGenerator generator = new RandamNumberGenerator();

            var observer1 = new DigitObserver(generator);
            var observer2 = new GraphObserver(generator);

            generator.AddObserver(observer1);
            generator.AddObserver(observer2);

            generator.Execute();

            Console.ReadLine();
       }
    }
}

#プログラム実行結果

#所感

１．ObserverとSubjectを完全に分離している為、Subjectの処理を変えてもObserverに影響はない

例：数字生成を乱数(RandamNumberGenerator)から連番(NormalNumberGenerator)に変更した場合