观察者模式

叁歲伎倆 2022-06-14 10:24 171阅读 0赞

**场景描述： **

一个气象站应用，可以实时获取温度、湿度和气压信息，气象站提供一个封装好的类*WeatherData*，该类有最新的气象信息，当这些信息发生变动的时候，类中的*measurementsChanged()*方法会自动调用。目前气象站用到了两个布告栏，分别是目前状况和气象统计。当气象信息发生变动时，需要把最新的信息通知到着两个布告栏中。

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WeatherData类图：

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**糟糕的实现：**

为了完成这个气象站应用，我们可以用下面这种实现。

/**
         * 气象信息变动后，自动调用该方法
         */
        public void measurementsChangeed() {
            float temp = getTemperature();
            float humidity = getHumidity();
            float pressure = getPressure();
    
            currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
            statisticsDiplay.update(temp, humidity, pressure);
        }

其中currentConditionsDisplay和statisticsDiplay代表两个布告栏。目前这两个类都具有temperature、humidity、pressure属性和update、display方法。根据上面的实现，当气象信息变动的时候，这两个布告栏也能实时变动。但是当要增加其他布告栏的时候WeatherData对象也要变动，而且两个布告栏没有实现一个相同的接口，违反了设计原则中的针对接口编程，无法在运行时删除或者增加布告栏。为了更好的实现，需要封装程序中改变的部分，下次增加其他布告栏时只需要修改到要改变的部分，如今WeatherData和布告栏的实现是耦合在一起。

**了解观察者模式：**  
在一些网站中，我们可以看到不少的观察者模式，比如杂志订阅，订阅了某本杂志，当这本杂志出了新刊，就会通知到所有订阅者。观察者模式有两个角色，一个是Subject，代表这本被订阅的杂志，另一个是Observer，代表订阅者。根据设计原则，针对接口编程，我们很容易想到这两个角色都要抽离出来定义成两个接口，杂志需要实现Subject，每个订阅者也要实现Observer。下面是观察者模式的类图。

观察者模式类图：

注：虚线空心三角形线代表implement ；实线箭头代表“有一个”，拥有箭头指向类的引用； 菱形实线箭头代表“有多个”；

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**实现：**

了解了观察者模式的类图，我们现在来设计本次例子气象站的类图。其中的主题对象就是WeatherData， 观察者就是两个布告栏，布告栏除了要实现Observer接口，还需要实现一个DisplayElement接口，该接口有一个display方法，布告栏在展示的时候调用display方法。下面是气象站用观察者模式设计的类图。

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有了类图，现在我们可以实现具体的代码了。代码地址：[https://github.com/LiuJinan/designPatternDemo][https_github.com_LiuJinan_designPatternDemo]

**Subject.java**

/**
     * Created by LiuJinan on 2017/6/18.
     */
    public interface Subject {
    
        public void registerObserver(Observer observer);
    
        public void removeObserver(Observer observer);
        //主题变动，调用该方法通知所有观察者
        public void notifyObservers();
    }

**Observer.java**

/**
     * Created by LiuJinan on 2017/6/18.
     */
    public interface Observer {
    
        //当气象信息变动，主题会把信息通过参数传递给观察者
        public void update(float temp, float humidity, float pressure);
    }

**DisplayElement.java**

/**
     * Created by LiuJinan on 2017/6/18.
     */
    public interface DisplayElement {
    
        public void display();
    }

**WeatherData.java**

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * Created by LiuJinan on 2017/6/18.
     */
    public class WeatherData implements Subject {
    
        private List<Observer> observers;
        private float temperature;
        private float humidity;
        private float pressure;
    
        public WeatherData() {
            observers = new ArrayList<>();
        }
    
        public void measurementsChanged() {
            notifyObservers();
        }
    
        @Override
        public void registerObserver(Observer observer) {
            observers.add(observer);
        }
    
        @Override
        public void removeObserver(Observer observer) {
            int i = observers.indexOf(observer);
            if (i >= 0) {
                observers.remove(observer);
            }
        }
    
        @Override
        public void notifyObservers() {
            for (Observer observer : observers) {
                observer.update(temperature, humidity, pressure);
            }
        }
        //气象站获取到最新信息，更新最新信息
        public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            measurementsChanged();
        }
    }

**StatisticsDiplay.java **

/**
     * Created by LiuJinan on 2017/6/18.
     */
    public class StatisticsDiplay implements Observer , DisplayElement {
    
        private float temperature;  //温度
        private float humidity;     //湿度
        private float pressure;     //气压
    
        private Subject weatherData;
    
        public StatisticsDiplay(Subject subject) {
            this.weatherData = subject;
            this.weatherData.registerObserver(this);
        }
    
        @Override
        public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
            this.temperature = temp;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            display();
        }
    
        @Override
        public void display() {
            //具体计算省略
            String msg = "布告栏：气象统计{" +
                    "平均温度=xx"  +
                    ", 最高温度=xx"  +
                    ", 最低温度=xx"  +
                    '}';
            System.out.println(msg);
        }
    }

**CurrentConditionsDisplay.java**

package cn.wtzvae.observer.demo2;
    
    /**
     * Created by LiuJinan on 2017/6/18.
     */
    public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement{
    
        private float temperature;  //温度
        private float humidity;     //湿度
        private float pressure;     //气压
    
        private Subject weatherData;
    
        public CurrentConditionsDisplay(Subject subject) {
            this.weatherData = subject;
            this.weatherData.registerObserver(this);
        }
    
        @Override
        public void display() {
            String msg = "布告栏：当前状况{" +
                    "温度=" + temperature +
                    ", 湿度=" + humidity +
                    ", 气压=" + pressure +
                    '}';
            System.out.println(msg);
        }
    
        @Override
        public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
            this.temperature = temp;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            display();
        }
    }

运行：

public static void main(String[] args) {
            WeatherData weatherData = new WeatherData();
    
            CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
            StatisticsDiplay statisticsDiplay = new StatisticsDiplay(weatherData);
    
            weatherData.setMeasurements(10, 20, 30);
        }

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[Center 1]: /images/20220614/251878b2bf1c402b9e260f0174916f21.png
[Center 2]: /images/20220614/e46d2e50362f472289f91409ad530a28.png
[Center 3]: /images/20220614/57259522de95444a8fa7acc3660557b0.png
[https_github.com_LiuJinan_designPatternDemo]: https://github.com/LiuJinan/designPatternDemo
[Center 4]: /images/20220614/739e35a54a87437db960ac6b6fd729d5.png