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C# 觀察者模式完整實作：事件與委派的經典應用

編輯：關於C#

模式核心角色

Subject (主題)：擁有狀態，狀態變更時通知所有觀察者。
Observer (觀察者)：訂閱主題事件，收到通知時執行對應邏輯。
EventArgs：封裝通知所需的資料內容。

C# 語言級支援：event + delegate

.NET 內建 event 關鍵字與委派模式，直接對應觀察者模式，無需手造介面與清單管理。

完整範例：數字達標通知器

using System;
using System.Windows.Forms; // 需參考 System.Windows.Forms.dll

namespace ObserverPattern
{
    // 1. 事件資料封裝
    public class NumberEventArgs : EventArgs
    {
        public int Number { get; }
        public NumberEventArgs(int number) => Number = number;
    }

    // 2. 主題：監聽迴圈，觸發事件
    public class Subject
    {
        // 定義事件 (委派簽名)
        public event EventHandler<NumberEventArgs> NumberReached;

        public void RunLoop(int target)
        {
            for (int i = 0; i <= 100; i++)
            {
                if (i == target)
                {
                    OnNumberReached(new NumberEventArgs(i));
                    break; // 示範只觸發一次
                }
            }
        }

        // 受保護虛擬方法：允許衍生類別自訂觸發邏輯
        protected virtual void OnNumberReached(NumberEventArgs e)
        {
            NumberReached?.Invoke(this, e); // Null 條件運算子，簡化 null 檢查
        }
    }

    // 3. 觀察者：靜態方法與實例方法皆可訂閱
    public class Observers
    {
        public static void MessageBoxHandler(object sender, NumberEventArgs e)
        {
            MessageBox.Show($"靜態觀察者收到：{e.Number}", "通知");
        }

        public void ConsoleHandler(object sender, NumberEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"實例觀察者收到：{e.Number}");
        }
    }

    // 4. 用戶端程式
    class Program
    {
        [STAThread] // MessageBox 需 STA 執行緒
        static void Main()
        {
            Console.Write("請輸入 0-100 目標數字：");
            if (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out int target) || target < 0 || target > 100)
            {
                Console.WriteLine("輸入錯誤");
                return;
            }

            var subject = new Subject();
            var obs = new Observers();

            // 訂閱事件 ( += )
            subject.NumberReached += Observers.MessageBoxHandler;
            subject.NumberReached += obs.ConsoleHandler;

            subject.RunLoop(target);

            // 取消訂閱 (-=) 示範
            subject.NumberReached -= obs.ConsoleHandler;
            Console.WriteLine("已移除 Console 觀察者，再跑一次：");
            subject.RunLoop(target);

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

進階實作要點

主題	說明
弱事件模式	避免觀察者未取消訂閱導致記憶體洩漏，可用 `WeakEventManager` (WPF) 或自訂弱委派。
執行緒安全	事件觸發時若觀察者在不同執行緒，需自行 `SynchronizationContext.Post` 或鎖定。
非同步通知	改用 `event Func<TEventArgs, Task>` 搭配 `await Task.WhenAll` 並行通知。
訂閱過濾	委派簽名加入 `Predicate<T>` 讓觀察者自行決定是否處理。

與傳統介面式實作比較


// 傳統 GoF 介面寫法 (教學用，實務較少見)
public interface IObserver { void Update(int number); }
public interface ISubject { void Attach(IObserver o); void Detach(IObserver o); void Notify(); }

public class ConcreteSubject : ISubject
{
    private List<IObserver> _observers = new();
    public int State { get; set; }
    public void Attach(IObserver o) => _observers.Add(o);
    public void Detach(IObserver o) => _observers.Remove(o);
    public void Notify() => _observers.ForEach(o => o.Update(State));
}

.NET event 模式優點：型別安全、語法簡潔、支援多播、IDE 智慧提示、自動產生 add/remove 存取器。