设计模式之观察者模式(行为型)

梦里梦外; 2021-09-15 20:50 387阅读 0赞

### 模式定义 ###

观察者模式(Observer Pattern)：观察者模式定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖的对象皆得到通知并且被自动更新。不过观察者只能知道目标发送了改变，而不能知道具体怎么改变的。

### 观察者角色 ###

观察者模式包含如下角色：

Subject：目标

ConcreteSubject：具体目标

Observer：观察者

ConcreteObserver：具体观察者

### Observer模式”push”和”pull”数据 ###

具体Subject可以通过两种方式通知具体观察者更新数据:

①push数据方式:具体Subject将变化后的数据全部交给具体观察者;

②pull数据方式:具体Subject提供获得数据的方法,具体观察者调用具体主题提供的方法获得数据。

### 典型列子 ###

PS：代码例子来自《图说设计模式》

抽象目标类

import java.util.*;
    public abstract class Subject
    {
                protected ArrayList observers = new ArrayList();
        public abstract void attach(Observer observer);
        public abstract void detach(Observer observer);
        public abstract void notify();
    }

具体目标类

public class ConcreteSubject extends Subject { 
        public void attach(Observer observer)
        {
            observers.add(observer);
        }
    
        public void detach(Observer observer)
        {
            observers.remove(observer);
        }
    
        public void notify()
        {
            for(Object obs:observers)
            {
                ((Observer)obs).update();
            }
        }   
    }

抽象观察者类

public interface Observer
    {
        public void update();
    }

具体观察者类

public class ConcreteObserver implements Observer { 
        public void update()
        {
            //具体更新代码
        }
    }

还有一个不错的例子可以参考《Head First 设计模式》里的气象局例子

### 模式优缺点 ###

观察者优点：下面简要描述一下，观察者可以实现表现层和数据逻辑层的分离；观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合

观察者缺点：如果观察者类和目标类之间有循环关联，很容易导致系统奔溃；如果观察者太多的话，通知所有的观察者将花费很多时间

### 模式应用 ###

Swing、RMI、JDK内置的java.util.Observer接口和java.util.Observable类都是观察者模式的应用

### 经典气象局例子 ###

PS：本列子来自《Head First 设计模式》  
自己看《Head First设计模式》，本博客仅仅是自己做做笔记  
下面的例子来自《Head First设计模式》一书，推荐读者去学习  
![这里写图片描述][70]

主题接口，定义一个主题接口

public interface Subject {
        //注册观察者
        public void registerObserver(Observer o);
        //remove观察者
        public void removeObserver(Observer o);
        //通知观察者
        public void notifyObservers();
    }

weatherDate类，其实就是主题接口的实现类，weatherData类实现Subject接口，主要用来注册观察者，通知观察者等等，当数据变化时，即时通知注册的观察者，代码实现是通过循环遍历，观察者再调用更新数据接口来实现，《Head First设计模式》一书提供了基于JDK的内置类来实现的列子，读者可以去看看

import java.util.ArrayList;
    
    public class WeatherData implements Subject { 
        private ArrayList observers;
        private float temperature;
        private float humidity;
        private float pressure;
    
        public WeatherData() {
            observers = new ArrayList();//实例对象，通过数组列表来存在观察者对象
        }
    
        public void registerObserver(Observer o) {
            observers.add(o);//注册观察者
        }
    
        public void removeObserver(Observer o) {
            int i = observers.indexOf(o);
            if (i >= 0) {
                observers.remove(i);//remove观察者对象
            }
        }
    
        public void notifyObservers() {
       //循环遍历，通知所有注册的观察者
            for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
                Observer observer = (Observer)observers.get(i);
                observer.update(temperature, humidity, pressure);
            }
        }
    
        public void measurementsChanged() {
            notifyObservers();
        }
    
        public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            measurementsChanged();
        }
    
        // other WeatherData methods here
    
        public float getTemperature() {
            return temperature;
        }
    
        public float getHumidity() {
            return humidity;
        }
    
        public float getPressure() {
            return pressure;
        }
    }

观察者接口类

public interface Observer {
        public void update(float temp, float humidity, float pressure);
    }

观察者接口实现类

public interface DisplayElement {
        public void display();
    }

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement { 
        private float temperature;
        private float humidity;
        public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
            weatherData.registerObserver(this);//注册观察者
        }
        /更新数据
        public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            display();
        }
    
        public void display() {
            System.out.println("Current conditions: " + temperature
                + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
        }
    }

控制台打印一下

public class WeatherStation {
    
        public static void main(String[] args) {
            WeatherData weatherData = new WeatherData();
    
            CurrentConditionsDisplay currentDisplay =
                new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
            StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
            ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
    
            weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
            weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
            weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
        }
    }

[70]: /images/20210813/cd692f025f794ebd9cd3a4e90d528ba1.png