设计模式之观察者模式

这个模式可以帮对象知悉现况,不会错过该对象感兴趣的事。对象甚至在运行时可决定是否要继续被通知,有了观察者模式,消息就变得灵通了。


首先看一个实际生活中的例子,其实也是观察者模式的现实来源。

  • 报社出报纸
  • 向一个报社订阅报纸,只要他们有新报纸出版,便可以一直收到新报纸
  • 当不想看报纸的时候,取消订阅,他们就不会继续送报纸
  • 只要报社在运营,就会一直有人向他们订阅或者取消订阅报纸

出版者+订阅者=观察者模式

出版者改为“主题”,订阅者改称为“观察者”。


观察者模式定义了对象之间的一对多依赖,这样一来,当一个对象改变状态时,他的所有依赖者都收到通知并自动更新。

  • 利用观察者模式,主题是具有状态的对象,且可以控制这些状态,也就是说,有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。有许多的观察者,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。
  • 主题是真正拥有数据的人,观察者是主题的依赖者,在数据变化时更新,这样比起许多对象控制同一份数据来,可以得到更干净的OO设计

设计原则

为了交互对象之间的松耦合设计而努力。
松耦合的设计之所以能让我们建立有弹性的OO系统,能够应对变化,是因为对象之间的相互依赖降到了最低。


实例1

  • 需求:一个气象站WeatherData类可以获知天气信息,包括温度,适度,压力三种天气信息,有三个布告板 (可以理解为显示器分别显示不同类型的天气信息)。构造可以完成上述功能的类结构。

  • 解读:可以采用观察者模式的原因,上述需求是存在一对多联系的,一个气象站对应多个布告板,每个布告板可以从气象站获取信息,因此气象站就是主题,每个布告板就是一个单独的观察者。

  • 类的结构图


    类结构图

接下来放入每个类或者接口的实现代码

package com.havel.observer;

public interface Subject {

    public void registerObserver(Observer observer);
    public void removerObserver(Observer observer);
    public void notifyObservers();
    
}
package com.havel.observer;

public interface Observer {
    public void update(float temperature,float humidity,float pressure);
}
package com.havel.observer;

public interface DisplayElement {

    public void display();
}
package com.havel.observer;

import java.util.ArrayList;

public class WeatherData implements Subject {
    private ArrayList<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    public WeatherData() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        observers=new ArrayList<Observer>();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        // TODO Auto-generated method stub
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void removerObserver(Observer observer) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int i=observers.indexOf(observer);
        if (i>=0) {
            observers.remove(i);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (Observer observer : observers) {
            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();
    }

}
package com.havel.observer;

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer,DisplayElement {

    private Subject weatherdata;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherdata) {
        this.weatherdata = weatherdata;
        weatherdata.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void display() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("Current conditions:"+temperature+"F degrees and"+humidity+"%humiditys");
    }

    @Override
    public void update(float temperature,float humidity,float pressure) {
        // TODO Auto-generated method stub
        this.temperature=temperature;
        this.humidity=humidity;
        display();
        
        
    }

}
package com.havel.observer;



public class WeatherStation {

    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData=new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay conditionsDisplay=new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        weatherData.setMeasurements(32, 20, 999);
        
    }
}

  • 运行结果


    运行结果

Java内置的观察者模式

java.util包里包含最基本的Observer接口和Observable类,这跟Subject接口和Observer接口非常相似。
让主题类继承自Observable类,下面是Observable类的方法


Observable类中的方法集合

Observer接口


Observer接口

主题如何送出通知呢?

  • 先调用setChanged()方法,标记状态已经改变的事实
  • 然后调用两种notifyObservers()方法中的一个
    notifyObservers()或者notifyObservers(Object arg)

观察者如何接受通知呢?
通过update(Observable o,Object o) 该方法中的两个参数,

  • 其中第一个,Observable o是发送通知的主题,好让观察者知道是哪个主题通知他的。
  • 从主题传来的数据对象,这个参数对应于notifyObservers(Object arg)里面的这个参数。

建议一般自己来写接口实现观察者模式,因为java内置的观察者模式可能会存在一些问题。

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