定義

Observer is a behavioral design pattern that lets you define a subscription mechanism to notify multiple objects about any events that happen to the object they’re observing.
--Refactoring Guru

觀察者模式是一種行為型設計模式，它允許你定義一種訂閱的機制，以通知多個物件有關它們正在觀察的物件 的任何事件。

(圖片來源: Refactoring Guru)

觀察者模式通常用在...

觀察者模式通常用於解決以下問題和情境:

1. 物件狀態的更新通知：
   當一個物件的狀態發生變化，需要通知其他物件來執行相應的操作時，可以使用觀察者模式。這樣，物件之間可以保持解耦，subject（被觀察者）只需要知道觀察者的存在，而不需要知道具體的觀察者是誰。

2. 事件處理：
   在事件驅動的程式設計中，當事件發生時，需要通知多個事件處理器或監聽器來執行相應的操作。觀察者模式可以用來實現這種事件處理機制。

3. GUI（圖形用戶界面）：
   在圖形用戶界面中，常常需要監聽用戶的操作，例如按鈕點擊、滑鼠移動等等。觀察者模式可以用於設計和實現這些事件的處理。

4. 資料推送：
   當資料源有新數據可用時，需要將數據推送給多個接收者，例如即時通訊、訊息推送等場景中，觀察者模式可以有效地實現這種資料推送機制。

觀察者模式的元素

• 被觀察者（Subject）：或是發布者(Publisher)，也是被觀察的物件，它維護一個觀察者列表，可以添加、刪除和通知觀察者。

• 觀察者（Observer）：也稱訂閱者(Subscribers)，等待被通知的物件，當被觀察者的狀態發生變化時，觀察者會收到通知，並執行相應的操作。

• 具體被觀察者（Concrete Subject）：主題的具體實作，它繼承自被觀察者介面並實作相關的方法。

• 具體觀察者（Concrete Observer）：觀察者的具體實作，通常實現一個更新方法，以便在接收到通知時執行特定的操作。

UML

C#實作

假設我們作一個新聞通知系統
有不同主題的新聞時，會送通知到多個訂閱者(使用者)中

首先是被觀察者(Subject/Publisher)，被觀察者是新聞發佈者，它負責維護一個觀察者（訂閱者）列表，以及通知這些觀察者當有新新聞可用時。被觀察者具有以下功能：

Attach(observer)：允許觀察者註冊（訂閱）以接收新聞通知。
Detach(observer)：允許觀察者取消註冊（取消訂閱），不再接收通知。
Notify()：在新聞發佈時通知所有註冊的觀察者。
PublishNews(string news)：這個方法用於發佈新聞。當新聞發佈時，它會記錄最新的新聞內容，然後呼叫 Notify() 通知所有訂閱者。

// 被觀察者 (Subject)
interface INewsPublisher
{
    void Attach(INewsSubscriber observer);
    void Detach(INewsSubscriber observer);
    void Notify();
    void PublishNews(string news); 
}

再來是觀察者，觀察者是新聞訂閱者，它們接收新聞通知並處理新聞消息。

Update(news)：當被觀察者通知有新消息時，觀察者執行此方法以處理並顯示新聞消息。

// 觀察者 (Observer)
interface INewsSubscriber
{
    void Update(string news);
}

具體被觀察者（NewsPublisher），這是 NewsPublisher類別的實作，它實際上繼承自被觀察者介面（INewsPublisher）。
在這個具體被觀察者中，發佈者管理觀察者列表，並在新聞發布時通知觀察者。

// 具體被觀察者 (Concrete Subject)
class NewsPublisher : INewsPublisher
{
    private List<INewsSubscriber> subscribers = new List<INewsSubscriber>();
    private string latestNews;

    public void Attach(INewsSubscriber observer)
    {
        subscribers.Add(observer);
    }

    public void Detach(INewsSubscriber observer)
    {
        subscribers.Remove(observer);
    }

    public void Notify()
    {
        foreach (var subscriber in subscribers)
        {
            subscriber.Update(latestNews);
        }
    }

    public void PublishNews(string news)
    {
        latestNews = news;
        Console.WriteLine($"新聞發佈: {news}");
        Notify();
    }
}

具體觀察者（NewsSubscriber）是 NewsSubscriber 類別的實作，它實際上繼承自觀察者介面（INewsSubscriber）。
每個具體觀察者代表一個新聞訂閱者，當被觀察者通知有新消息時，具體觀察者會執行 Update() 方法來處理並顯示新聞消息。

// 具體觀察者 (Concrete Observer)
class NewsSubscriber : INewsSubscriber
{
    private string name;

    public NewsSubscriber(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    public void Update(string news)
    {
        Console.WriteLine($"{name} 收到新消息: {news}");
    }
}

最後是我們的主程式:

class Program
{
    static void Main()
    {
        INewsPublisher newsPublisher = new NewsPublisher();

        // 新聞訂閱者
        INewsSubscriber subscriber1 = new NewsSubscriber("訂閱者1");
        INewsSubscriber subscriber2 = new NewsSubscriber("訂閱者2");

        // 訂閱新聞主題
        newsPublisher.Attach(subscriber1);
        newsPublisher.Attach(subscriber2);

        // 設定新消息並通知觀察者
        newsPublisher.PublishNews("天氣日報：今天是個晴天！");
        newsPublisher.PublishNews("緊急消息：交通事故發生了！");

        // 解除訂閱
        newsPublisher.Detach(subscriber1);

        // 再次通知觀察者
        newsPublisher.PublishNews("體育新聞：我們贏得了冠軍！");

        Console.ReadKey();
    }
}

output: