二、观察者模式（Observer Pattern）《HeadFirst设计模式》读书笔记

我们现在要写一个气象监测的应用，它的需求如下：

　　　　只要当天气发生变化的时候，就要更新三个布告板的显示，分别是目前天气状况（温度、湿度和气压）、气象统计（平均值等）和天气预报三个布告板。布告板要可扩展，未来可能会有新的布告板

　　加入进来。

　　　　有关天气的原始数据我们可以通过提供好的WeatherData对象获得，它提供了几个方法，getTemperature()、getHumidity()、getPressure()用于获得当前的温度、湿度和气压，还有一个　

　　measurementsChanged()方法，一旦气象数据更新时，此方法就会自动被调用。

　　2. 我们可以通过在measurementsChanged()方法内写入布告板显示的代码，比如先加入一个目前天气状况的布告板显示更新，这样天气发生变化时，随着measurementsChanged方法被调用，我们的代

码就执行了，布告板也就更新了：

public void measurementsChanged(){ 
    float temp = getTemperature(); 
    float humidity= getHumidity(); 
    float pressure= getPressure(); 
　　//目前天气状况的布告板显示更新 
　　currentConditionssDisplay.update(temp,humidity,pressure); 
}

　　但是这样代码耦合在一起了，如果以后需要加入新的布告板，只能修改当前代码。因此我们就可以采用观察者模式。

　　3. 观察者模式：

　　定义了对象之间一对多的依赖。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。

　　可以理解为微博的关注，一个微博大V可以被很多人关注，当他发动态时就会通知到所有的粉丝。这里的微博大V就是一个主题，而关注他的粉丝就是观察者，当主题变化的时候，观察者会收到通知并执

行下一步动作。当然观察者同时也可以是一个主题，反之亦然。

　　在上面气象监测的应用中，我们也可以采用观察者模式，将WeatherData当成一个主题，将布告板当成观察者，让布告板订阅WeatherData这个主题，这样一旦天气发生变化，所有订阅了的布告板就都会

收到通知，就可以执行更新操作了。通过观察者模式我们可以实现将观察者和主题解耦，观察者可以随时订阅和取消订阅对应的主题，而不用影响主题。

　　上面说了观察者模式的适用场景和好处，具体的实现可以参照下图：

　　因此我们可以让WeatherData实现主题接口，让三个布告板实现观察者接口，并通过主题提供的注册方法让观察者都订阅WeatherData。

　　首先新建一个主题接口：

public interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObserver();
}

　　新建观察者接口：

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

　　新建一个显示接口用于布告板的显示：

public interface DisplayElement {
    //当布告板需要显示时，实现此方法
    void display();
}

　　WeatherData实现Subject接口，放一个一个ArrayList类来存放观察者：

public class WeatherData implements Subject {
    //定义温度、适度和气压
    private float temp;
    private float humidity;
    private float pressure;

    //创建一个ArrayList用于存放订阅此主题的观察者,通过构造方法初始化
    private ArrayList<Observer> observers;

    public WeatherData(){
        observers = new ArrayList<>();
    }

    //将观察者注册到主题，即添加到ArrayList中
    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    //将观察者移除，即从ArrayList中remove
    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        //先判断下observer是否存在，不存在会返回-1
        int i = observers.indexOf(observer);
        if (i >= 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }

    //通知所有观察者，即调用所有观察和的update()方法,，将更新的温度、湿度、气压传进去
    @Override
    public void notifyObserver() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temp, humidity, pressure);
        }
    }

    //天气变化时自动调用的方法
    public void measurementsChanged(){
        notifyObserver();
    }

    //模拟自动获得气象参数更新的方法，通过set方法更新参数,并调用measurementsChanged()方法
    public void setParameters(float temp,float humidity,float pressure){
        this.temp = temp;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

　　新建一个显示当前天气状况的布告板CurrentConditionsDisplay ，实现Observer接口，另外实现DisplayElement接口，重写display()方法显示布告板内容。

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer,DisplayElement{
    //定义温度、湿度和气压
    private float temp;
    private float humidity;
    //保存主题是为了让以后移除观察者时更加方便
    private WeatherData weatherData;

    //在构造方法中直接完成观察者对主题的注册
    public CurrentConditionsDisplay(WeatherData weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        this.temp = temp;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    //显示当时的温度和气压
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Current Conditions:" + temp + "F degrees and" + humidity + "% humidity");
    }
}

　　上面在构造方法中注册了主题，并保存了WeatherData对象，书中说是为了以后移除观察者的时候方便。

　　下面测试一下：

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        //新建布告板，构造方法中会将观察者注册到weatherData
        CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        //模拟天气状况发生改变

        weatherData.setParameters(80,65,30.4f);
        weatherData.setParameters(78,63,29.4f);
        weatherData.setParameters(76,61,28.4f);
    }
}

　　输出结果：

　　可以看到，每次天气发生变化，主题都会通知到观察者做出更新。当我们有新的观察者时，只需要实现Observer并注册到WeatherData，就会自动接到通知了。

　　4. 其实Java内置了观察者模式，在上面的例子中，我们发现，观察者只能被动的接受通知，不能主动获取主题的状态。而在Java内置的Observer模式既支持被动接收，也支持主动拉取。

　　Java内置的观察者模式为java.util包下的Observable类和Observer接口，Observable类就相当于一个主题，可被观察的，Observer就是观察者。不同之处在于Observable是一个类而不是接口，而且有

一个changed标志位，用来标志当前状态是否改变，如果为true，就通知管观察者，并提供了setChanged()来将changed置为true，可通过clearChanged()清除改变状态（将changed置为false,hasChanged()

返回changed的当前值。通过changed标志可以更灵活的控制通知，比如想在某种情况下再通知而不是已有改变就进行通知。

　　此外Observable中同样提供了添加、删除和通知Observer的方法。Observer接口则只有一个update(Observable o, Object arg)方法，参数中Observable 用来表示是哪个主题，Object为传递的数据对象。

　　除此之外，Observable类中的notifyObservers()方法是倒序通知观察者的，因此在使用观察者模式的时候不能太依赖于观察者被通知的次序，如果这样的话，一旦实现方式有所改变，通知次序就会改变，

耦合度就变高了。

　　5. 总结：

　　　　1）观察者模式适用于一对多的关系中，一个对象的状态发生改变，可以通知到多个依赖它的对象进行更新。

　　　　2）java自带的观察者模式的主题即可观察者Observable是一个类而不是接口，限制了它的使用和复用，因为类是单继承而接口可以多继承。因此如果有需要的话我们可以自己写主题接口。

posted @ 2020-06-15 22:49 ADvancedCZ 阅读(137) 评论(0) 编辑收藏举报

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