观察者模式是一种行为设计模式，用于定义对象之间的依赖关系。当一个对象（被观察者）发生状态变化时，它会自动通知所有依赖它的对象（观察者）。通过这种方式，可以在对象之间实现松耦合。
在库存管理系统中，观察者模式可以解决的问题包括：
- 实时更新：对库存的任何变化（如商品入库、出库或库存不足）可以即时通知其他相关模块，如UI更新模块、库存警报系统或日志记录模块。
- 解耦：使库存管理模块与依赖它的模块之间解耦，从而便于系统扩展和维护。
代码实现
以下是一个库存管理系统中应用观察者模式的C++代码示例：
1. 定义观察者接口
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
// 观察者接口
class Observer {
public:
virtual void update(int productID, int quantity) = 0;
virtual ~Observer() {}
};
2. 定义被观察者（Subject）接口
class Subject {
public:
virtual void attach(Observer* observer) = 0; // 添加观察者
virtual void detach(Observer* observer) = 0; // 移除观察者
virtual void notify(int productID, int quantity) = 0; // 通知所有观察者
virtual ~Subject() {}
};
3. 实现库存管理系统的核心类
class InventorySystem : public Subject {
private:
std::vector<Observer*> observers; // 存储观察者对象
std::vector<int> products; // 假设商品用ID代表
std::vector<int> quantities; // 存储每个商品的库存量
public:
void attach(Observer* observer) override {
observers.push_back(observer);
}
void detach(Observer* observer) override {
observers.erase(std::remove(observers.begin(), observers.end(), observer), observers.end());
}
void notify(int productID, int quantity) override {
for (Observer* observer : observers) {
observer->update(productID, quantity);
}
}
// 添加商品并更新库存数量
void addProduct(int productID, int quantity) {
products.push_back(productID);
quantities.push_back(quantity);
notify(productID, quantity); // 通知观察者
}
// 更新库存数量（比如减少库存）
void updateQuantity(int productID, int quantityChange) {
for (size_t i = 0; i < products.size(); ++i) {
if (products[i] == productID) {
quantities[i] += quantityChange; // 更新库存
notify(productID, quantities[i]); // 通知观察者
return;
}
}
std::cout << "Product ID " << productID << " not found.\n";
}
};
4. 实现具体观察者
class UI : public Observer {
public:
void update(int productID, int quantity) override {
std::cout << "UI updated: Product " << productID << " now has quantity " << quantity << ".\n";
}
};
class Logger : public Observer {
public:
void update(int productID, int quantity) override {
std::cout << "Logger recorded: Product " << productID << " inventory changed to " << quantity << ".\n";
}
};
class AlertSystem : public Observer {
public:
void update(int productID, int quantity) override {
if (quantity < 10) {
std::cout << "Alert: Product " << productID << " is low on stock (quantity: " << quantity << ").\n";
}
}
};
5. 测试代码
int main() {
InventorySystem inventory;
// 创建观察者
UI ui;
Logger logger;
AlertSystem alertSystem;
// 注册观察者
inventory.attach(&ui);
inventory.attach(&logger);
inventory.attach(&alertSystem);
// 添加商品并更新库存
inventory.addProduct(101, 50); // 初始库存
inventory.updateQuantity(101, -20); // 减少库存
inventory.updateQuantity(101, -25); // 再次减少库存（触发低库存警报）
return 0;
}
6. 输出结果
当运行上述代码时，输出将类似于以下内容：
UI updated: Product 101 now has quantity 50.
Logger recorded: Product 101 inventory changed to 50.
UI updated: Product 101 now has quantity 30.
Logger recorded: Product 101 inventory changed to 30.
UI updated: Product 101 now has quantity 5.
Logger recorded: Product 101 inventory changed to 5.
Alert: Product 101 is low on stock (quantity: 5).
观察者模式如何解决问题
- 松耦合：库存管理系统仅需要维护观察者的列表，而无需知道具体观察者的实现细节，这使得系统更易于扩展。例如，我们可以很方便地添加新的观察者（如另一个警报系统），而无需修改现有的库存管理代码。
- 实时同步：当库存变化时，观察者会立即收到通知，从而保证所有相关模块的数据和状态是同步的。
- 代码复用性高：通过将观察者与被观察者分离，代码的可重用性提高，可以在其他项目中重复使用这些模块。
这种模式非常适合复杂的系统架构，尤其是需要多个模块实时通信的场景，例如库存管理、消息通知、事件处理等。
