C# 觀察者設計模式實作：委派與事件實現發佈-訂閱

模式意圖

觀察者模式定義物件間一對多依賴，當主題 (Subject) 狀態改變，自動通知所有觀察者 (Observer)。C# 內建委派與事件關鍵字，原生支援此模式。

核心角色

• Subject (主題)：擁有狀態，提供 Attach/Detach/Notify，本範例為 CCollection。
• Observer (觀察者)：實作回呼方法，向主題註冊，本範例為 BusinessObject。
• EventArgs：攜帶通知資料的載體，本範例為 CItem。

完整實作

1. 事件資料類別

public class CItem : EventArgs {
    public readonly string Key;
    public readonly long Value;
    public CItem(string key, long value) { Key = key; Value = value; }
}

2. 主題：集合類別

public class CCollection {
    // 定義委派簽章：sender + 事件資料
    public delegate void AddNewItem(object sender, CItem e);
    // 宣告事件
    public event AddNewItem OnAddItem;

    public void AddItem(string key, long value) {
        var item = new CItem(key, value);
        // 觸發事件 (null 條件運算子防無訂閱者)
        OnAddItem?.Invoke(this, item);
    }
}

3. 觀察者：業務物件

public class BusinessObject {
    private readonly CCollection _collection;

    public BusinessObject(CCollection collection) {
        _collection = collection;
        // 訂閱事件：指定回呼方法
        _collection.OnAddItem += Collection_OnAddItem;
    }

    private void Collection_OnAddItem(object sender, CItem e) {
        Console.WriteLine($"BusinessObject 收到通知：Key={e.Key}, Value={e.Value}");
        // 更新內部資料結構...
    }

    public void Detach() {
        _collection.OnAddItem -= Collection_OnAddItem;
    }
}

4. 用戶端測試

class Program {
    static void Main() {
        var collection = new CCollection();
        var bo1 = new BusinessObject(collection);
        var bo2 = new BusinessObject(collection);

        collection.AddItem("Order_001", 100); // 兩個 BO 皆收到通知
        collection.AddItem("Order_002", 200);

        bo1.Detach();
        collection.AddItem("Order_003", 300); // 僅 bo2 收到
    }
}

進階：泛型觀察者基底

public interface IObserver {
    void OnNext(T value);
    void OnError(Exception error);
    void OnCompleted();
}

public class Subject {
    private readonly List> _observers = new();
    public IDisposable Subscribe(IObserver observer) {
        _observers.Add(observer);
        return new Unsubscriber(_observers, observer);
    }
    public void Notify(T value) {
        foreach (var obs in _observers.ToArray()) obs.OnNext(value);
    }
    // ... OnError, OnCompleted, Unsubscriber 實作省略
}

此模式為 IObservable<T>/IObserver<T> (Reactive Extensions) 基礎。

總結

C# delegate + event 讓觀察者模式實作極為簡潔：主題宣告事件、觀察者以 += 訂閱、主題以 Invoke 發佈。掌握此模式可構建鬆耦合、可擴充的事件驅動架構。