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C# 設計模式無廢話系列（十九）：Observer 觀察者模式

編輯：關於C#

意圖

定義對象間一對多依賴，當一個對象狀態改變，所有依賴者自動收到通知並更新。

適用場景

Web 分頁顯示：初期僅需「上/下頁」按鈕 + GridView。後續需求疊加：顯示頁碼 Label、頁碼列表控制器。每新增一個觀察者，按鈕點擊事件就得多一行通知代碼，耦合失控。引入 Observer 解耦。

完整範例程式碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace ObserverExample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ButtonPager buttonPager = new ButtonPager();
            ListPager listPager = new ListPager();
            Control gridview = new GridView();
            Control label = new Label();

            buttonPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(buttonPager.ChangePage);
            buttonPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(gridview.ChangePage);
            buttonPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(label.ChangePage);
            buttonPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(listPager.ChangePage);

            listPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(buttonPager.ChangePage);
            listPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(gridview.ChangePage);
            listPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(label.ChangePage);
            listPager.changePageHandler += new Pager.ChangePageHandler(listPager.ChangePage);

            buttonPager.NextPage();
            Console.WriteLine();
            buttonPager.NextPage();
            Console.WriteLine();
            buttonPager.NextPage();
            Console.WriteLine();
            buttonPager.PreviousPage();
            Console.WriteLine();
            buttonPager.PreviousPage();
            Console.WriteLine();
            listPager.SelectPage(2);
            Console.WriteLine();
            listPager.SelectPage(1);
            Console.WriteLine();
            listPager.SelectPage(0);
        }
    }

    abstract class Pager
    {
        protected int pageIndex = 0;
        public int PageIndex { get => pageIndex; set => pageIndex = value; }
        protected int pageCount = 3;
        public int PageCount => pageCount;

        public event ChangePageHandler changePageHandler;
        public delegate void ChangePageHandler(Pager sender);

        protected void ChangePage()
        {
            changePageHandler?.Invoke(this);
        }
    }

    class ButtonPager : Pager, Control
    {
        public void NextPage()
        {
            if (pageIndex < pageCount - 1)
            {
                Console.WriteLine("Click NextPage Button...");
                pageIndex++;
                ChangePage();
            }
        }
        public void PreviousPage()
        {
            if (pageIndex > 0)
            {
                Console.WriteLine("Click PreviousPage Button...");
                pageIndex--;
                ChangePage();
            }
        }
        public void ChangePage(Pager sender)
        {
            base.pageIndex = sender.PageIndex;
            if (pageIndex > 0 && pageIndex < pageCount - 1)
                Console.WriteLine("<<Previous Next>>");
            else if (pageIndex == 0)
                Console.WriteLine("Next>>");
            else
                Console.WriteLine("<<Previous");
        }
    }

    class ListPager : Pager, Control
    {
        public void SelectPage(int pageIndex)
        {
            if (pageIndex >= 0 && pageIndex < pageCount)
            {
                Console.WriteLine($"Click <{pageIndex + 1}> Link...");
                base.pageIndex = pageIndex;
                ChangePage();
            }
        }
        public void ChangePage(Pager sender)
        {
            base.pageIndex = sender.PageIndex;
            for (int i = 1; i <= pageCount; i++)
                Console.Write(pageIndex + 1 == i ? $" <{i}> " : $" {i} ");
            Console.WriteLine();
        }
    }

    interface Control { void ChangePage(Pager sender); }

    class GridView : Control
    {
        public void ChangePage(Pager sender) => Console.WriteLine($"GridView->Show data of page {sender.PageIndex + 1}");
    }

    class Label : Control
    {
        public void ChangePage(Pager sender) => Console.WriteLine($"Label.Text=[{sender.PageIndex + 1}/{sender.PageCount}]");
    }
}

程式碼執行結果

程式碼解析

採用 C# 事件-委派 實作 Observer，雖非 GOF 標準結構，但保留核心角色。
Pager：抽象主體。ChangePage() 觸發事件；委派參數傳遞主體自身，讓觀察者可讀取狀態。
ButtonPager：具體主體。NextPage/PreviousPage 驗證邊界、更新索引、呼叫 ChangePage() 通知觀察者。
Control：抽象觀察者介面，定義統一處理簽章。
GridView / Label：具體觀察者，只關心「被通知後做什麼」（重新綁定資料、顯示頁碼）。
ButtonPager 同時實作 Control → 它既是主體也是觀察者。這在現實極常見（生物鏈中螳螂既捕蟬又被雀捕）。
ListPager 同樣雙重角色，觀察 ButtonPager 變化。
訂閱邏輯：ButtonPager 事件掛 4 個委派（含自己），ListPager 同理。自我訂閱屬於程式碼重用策略：主體只負責通知，觀察者只負責響應，不在乎觸發來源。
擴充性：新增 DropDownPager 只需繼承 Pager、實作 Control、掛上所有觀察者；新增 ListBox 只需實作 Control、訂閱所有 Pager 事件。無需修改既有代碼。
註：本例為示範結構，未遵循 .NET 事件最佳實踐（如 EventHandler<T>、EventArgs、虛擬 OnEvent 等）。