设计模式之观察者模式(行为型)

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
[图片上传失败...(image-e24d0-1532252388825)]

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);
    }
}