观察者模式

你的名字 2022-02-01 13:53 403阅读 0赞

# 什么是观察者模式？ #

**简单的来说，观察者模式=出版者+订阅者。**用比较书面的话来说的话是：定义了对象之间的一对多依赖，当一所对应的对象状态改变时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新，现在不理解这个定义完全没事，下面我将慢慢讲解。

现在假定有一个需求，气象站需要对天气进行监测，使用三个气象传感器，监测传感器（获取实际气象数据的物理装置）、接收数据传感器（接收来自气象站气象数据，并更新到布告显示传感器）、布告显示传感器（显示数据）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI1OTMzMjQ5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

因为接收传感器与监测传感器取的联系，并把数据给布告显示传感器进行显示，所以我们可以把它直接抽象为WeatherData对象。

瞧一瞧刚送到WeatherData类

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI1OTMzMjQ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

那么目前我们知道些什么 呢？

1.  WeatherData类具有getter方法，可取得三个测量值：温度、湿度、压力
2.  当新的测量数据备妥时，measuementsChanged()方法就会被调用
3.  我们可能有其他需求，比如，需要显示气象统计的布告，天气预告的布告。一旦WeatherData有新的测量，这些布告必须马上更新。
4.  此系统必须是可扩展，可以随着需求的变化，随时增加和减少布告板

下面我们来看一下错误示例

public class WeatherData{
    
        public void measurementsChanged(){
            float temp = getTemperature();
            float humidity = getHumidity();
            float pressure = getPressure();
    
            currentConditionsDisplay.update(temp,humidity,pressure);
            statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure);
            forecastDisplay.update(temp,humidity,pressure);
    
        }
    
    .....//其他方法
    }

本例是针对具体编程，会导致我们以后在增加或删除布告板时必须要修改程序，灵活性比较低。

# 认识观察者模式 #

我们看看报纸和杂志的订阅是怎么回事？

1.  报社的业务就是出版报纸
2.  向某家报社订阅报纸，只要他们有新报纸出版，就会给你送来。
3.  当你不想再看报纸的时候，取消订阅，报社就不会再送报纸来
4.  只要报社还再运营，就会一直有人订阅报纸或取消订阅。

# 出版者+订阅者=观察者模式 #

如果你看懂了上面的报纸和杂志的订阅关系，你就知道观察者模式大概是怎么回事了。我们现在把出版者改称为主题（subject），订阅者改称为观察者（observer）

# 定义观察者模式 #

当你试图想要了解观察者模式时，可以使用报纸订阅模式尝试着去理解观察者模式的大致流程。

观察者模式，用书面的定义通常是：

**观察者模式**定义了对象之间一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI1OTMzMjQ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

报社和订阅者定义了一对多的关系。订阅者依赖于报社，只要报社一有新的新闻，就会想订阅者推送新闻。类比只要主题状态发生改变，就会通知观察者进行更新。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI1OTMzMjQ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

1.  Subject:这是主题接口，对象使用此接口对观察者进行增加或删除。
2.  ConcreteSubject:具体主题实现主题接口，除了注册和移除观察者，还有主题状态发生改变时notifyObjecter()通知所有观察者更新状态。
3.  Observer:观察者接口
4.  ConcreteObserver:具体观察可以是实现此接口的任意类，必须注册到主题中，当主题状态发生改变时，以便接收更新。

观察者模式，主题时具有状态的对象，并且可以控制这些状态，也就是说，是一个具有状态的主题。另一方面，观察者使用这些状态，虽然这些状态并不属于他们，有许多观察者依赖主题来告诉他们状态何时改变了。这就产生一个关系：一个主题对多个观察者的关系。

下面我们来设计气象监测

URM图如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI1OTMzMjQ5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

Subject接口：是我们的主题接口。

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

Observer接口:观察者接口，所有的气象组件观察者都要实现该接口

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

DisplayElement接口：为布告板提供接口，实现显示数据功能

public interface DisplayElement {
        public void display();
    }

WeatherData:实现Sbject主题接口。

public class WeatherData implements Subject{
        private ArrayList observers;
        private float temperature;
        private float humidity;
        private float pressure;
    
        public WeatherData() {
            this.observers = new ArrayList();
        }
    
    
        @Override
        public void registerObserver(Observer o) {
            observers.add(o);
        }
    
        @Override
        public void removeObserver(Observer o) {
            int index = observers.indexOf(o);
            if (index>=0){
                observers.remove(index);
            }
        }
    
        @Override
        public void notifyObservers() {
            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();
        }
    }

CurrentConditionDisplay:根据WeatherData更新和显示气象监测数据。

public class CurrentConditionDisplay implements Observer,DisplayElement{
        private float temperature;
        private float humidity;
        private Subject weatherData;
    
        public CurrentConditionDisplay(Subject weatherData) {
            this.weatherData = weatherData;
            weatherData.registerObserver(this);
        }
    
        @Override
        public void display() {
            System.out.println("Current conditions: "+temperature+" F degrees and "+humidity);
        }
    
        @Override
        public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
            this.temperature=temp;
            this.humidity = humidity;
            display();
        }
    }

StatisticsDisplay、ForcastDisplay、ThirdPartDisplay类分别根据WeatherData的监测的气象数据统计气象数据并显示、预测气象数据并显示、显示其他数据。具体我们不用关心。

最终测试

public class Test01 {
    
        public static void main(String[] args) {
            WeatherData weatherData = new WeatherData();
            CurrentConditionDisplay currentConditionDisplay = new CurrentConditionDisplay(weatherData);
    
            weatherData.setMeasurements(80,65,30.4f);
        }
    }

控制台显示：Current conditions: 80.0 F degrees and 65.0

其实在JDK中也内置观察者模式接口，就是java.util.Observer接口，大家有兴趣可以就研究研究。

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