前端设计模式 - 树对象结构与订阅发布者模式 Unity与Qt【极简版】

树本身很好的体现了对象的层级与局部性，在此基础上很容易应用各种设计模式

树结构中，每个节点（TreeNode）可同时作为发布者和订阅者：

• 订阅者：节点可以订阅其他节点（通常是父节点或祖先节点）的特定事件（如状态变更、数据更新）。
• 发布者：节点状态变化时，向所有订阅者（通常是子节点或后代节点）发布事件，触发响应逻辑。

通过这种双向通信机制，树节点无需硬编码依赖彼此的引用，只需通过事件接口交互，降低耦合度。

Qt 如何体现我们的设计原则

通过订阅-发布者模式，树结构的节点通信从“硬依赖”转变为“松耦合”，尤其适合复杂UI组件（如树形控件、组织架构图）或数据结构（如AST语法树）的设计。、

[!question] 为什么父不订阅子对象信号而直接调用或委托

1. 父对象对子对象本就有一种隐式的依赖，直接调用或者 委托（强引用）可以减少 消息&事件 带来的性能损失，同时简单调用链可直接追踪。
   对于需要编译时语言通常如此，对于运行时语言就不一定了，一般也是用的信号传递，因为父对象可能也不预先知道他有几个子对象，无法强引用
2. 子对象不确定他属于哪个父对象或者爷爷对象，所以需要使用 消息&事件 保持解耦。同时对于非局部要向外扩展的消息可以利用事件系统广播

Qt 中的两种通信方式

1. 直接调用方法（父对子）

// 父对象直接调用子对象的方法
QWidget* parent = new QWidget;
QPushButton* button = new QPushButton("Click me", parent); // 父子关系// 父对象直接调用子的方法 - 不需要信号槽
button->setText("New Text");
button->setEnabled(false);
button->move(100, 100);

2. 信号槽机制（子对父/跨对象）

// 子对象通过信号通知父对象（不确定的监听者）
class MyWidget : public QWidget {Q_OBJECT
public:MyWidget() {QPushButton* button = new QPushButton("Click me", this);// 父对象订阅子的信号connect(button, &QPushButton::clicked, this, &MyWidget::onButtonClicked);}private slots:void onButtonClicked() {// 响应子对象的信号qDebug() << "Button was clicked!";}
};

Qt 如何体现我们的设计原则

原则1：父直接调用子（性能+精确控制）

// 父窗口直接操作子控件
QMainWindow* window = new QMainWindow;
QStatusBar* statusBar = new QStatusBar(window);// 直接调用 - 高效、精确
statusBar->showMessage("Loading...");
statusBar->setSizeGripEnabled(true);// 布局管理也是直接调用
QVBoxLayout* layout = new QVBoxLayout;
layout->addWidget(new QPushButton("OK"));
layout->addWidget(new QPushButton("Cancel"));

原则2：子通过信号通知父（解耦）

// 按钮不知道谁会响应它的点击
// 可能是直接父级、祖父级、甚至是完全无关的对象
QPushButton* button = new QPushButton;// 多个可能的监听者
connect(button, &QPushButton::clicked, dialog, &QDialog::accept);
connect(button, &QPushButton::clicked, logger, &Logger::logButtonClick);
connect(button, &QPushButton::clicked, analytics, &Analytics::trackEvent);

Unity 中的通信方式与设计原则

Unity 的设计哲学与 Qt 类似，但具体实现机制不同。让我展示 Unity 中如何体现同样的设计原则：

Unity 中的两种通信方式

1. 直接调用方法（父对子）

// 父对象直接调用子对象的方法
public class ParentController : MonoBehaviour
{private ChildComponent child;void Start(){// 获取子对象的引用child = GetComponentInChildren<ChildComponent>();// 或者通过Transform查找// child = transform.Find("ChildObject").GetComponent<ChildComponent>();}void Update(){// 父对象直接调用子的方法child.UpdatePosition(new Vector3(10, 0, 0));child.SetEnabled(true);child.ChangeColor(Color.red);}
}public class ChildComponent : MonoBehaviour
{public void UpdatePosition(Vector3 newPos){transform.position = newPos;}public void SetEnabled(bool enabled){gameObject.SetActive(enabled);}public void ChangeColor(Color color){GetComponent<Renderer>().material.color = color;}
}

2. 事件系统（子对父/跨对象）

// 子对象通过事件通知父对象
public class ButtonController : MonoBehaviour
{// 定义事件public event System.Action OnButtonClicked;public event System.Action<int> OnValueChanged;void Update(){if (Input.GetMouseButtonDown(0)){// 触发事件，不知道谁会监听OnButtonClicked?.Invoke();}}public void SetValue(int value){// 触发值变化事件OnValueChanged?.Invoke(value);}
}public class UIManager : MonoBehaviour
{void Start(){// 父对象订阅子对象的事件ButtonController button = FindObjectOfType<ButtonController>();button.OnButtonClicked += HandleButtonClick;button.OnValueChanged += HandleValueChange;}void HandleButtonClick(){Debug.Log("Button was clicked!");}void HandleValueChange(int newValue){UpdateUI(newValue);}
}

Unity 如何体现设计原则

原则1：父直接调用子（性能+精确控制）

// 父对象直接操作子对象
public class GameManager : MonoBehaviour
{public PlayerController player;public EnemySpawner spawner;public UIScoreDisplay scoreDisplay;void StartGame(){// 直接调用 - 高效、精确控制player.ResetPosition();player.SetHealth(100);spawner.StartSpawning();scoreDisplay.ResetScore();}void EndGame(){// 直接停止所有子系统spawner.StopAllCoroutines();player.DisableControls();scoreDisplay.ShowGameOver();}
}

原则2：子通过事件通知父（解耦）

// 子对象不知道谁会监听它的事件
public class HealthComponent : MonoBehaviour
{public event System.Action<float> OnHealthChanged;public event System.Action OnDeath;private float currentHealth = 100;public void TakeDamage(float damage){currentHealth -= damage;OnHealthChanged?.Invoke(currentHealth);if (currentHealth <= 0){OnDeath?.Invoke();}}
}// 多个可能的监听者
public class PlayerUI : MonoBehaviour
{void Start(){HealthComponent health = GetComponent<HealthComponent>();health.OnHealthChanged += UpdateHealthBar;}void UpdateHealthBar(float health) { /* 更新血条UI */ }
}public class AchievementSystem : MonoBehaviour
{void Start(){HealthComponent health = FindObjectOfType<Player>().GetComponent<HealthComponent>();health.OnDeath += UnlockDeathAchievement;}void UnlockDeathAchievement() { /* 解锁成就 */ }
}public class SoundManager : MonoBehaviour
{void Start(){HealthComponent health = FindObjectOfType<Player>().GetComponent<HealthComponent>();health.OnHealthChanged += PlayHurtSound;}void PlayHurtSound(float health) { /* 播放受伤音效 */ }
}