02观察者模式

让对象保持消息灵通

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01需求

一个WeatherData对象负责追踪目前的天气状况（温度，湿度，气压）。希望你们能建立一个应用，有三种布告板，分别显示目前的状况、气象统计及简单的预报。当WeatherObject对象获得最新的测量数据时，三种布告板必须实时更新。而且，这是一个可以扩展的气象站，Weather-O-Rama气象站希望公布一组API，好让其他开发人员可以写出自己的气象布告板，并插入此应用中，我们希望能提供这样的API。

class WeatherData{
        public int getTemperature(){
        }
        public int getHumidity(){
        }
        public int getPressure(){
        }
        public void measurementsChanged(){
        //一旦气象测量更新，此方法会被调用
        }
}

实现1

public class WeatherData {
    // 实例变量声明
    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);
    }
// 这里是其他WeatherData方法
}

缺点：

针对实现编程
对于每个新的显示，都得修改这份代码
没有办法在运行时添加/移除显示元素
没有封装改变的部分

02观察者模式

观察者模式：定义对象之间的一对多依赖，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；

有几种不同的实现方法，大多数围绕着包括主题和观察者接口的类设计

类图：

第四个设计原则：为了交互对象之间松耦合设计而努力。

主题只知道观察者实现了某个接口（也就是Observer接口）
任何时候我们都可以增加新的观察者。也可以在任何时候删除某些观察者。
有新类型的观察者出现时，主题的代码不需要修改，
独立复用主题和观察者
改变主题/观察者其中一方，不会影响另一方

实现2

设计气象站

实现气象站

1.构建主题subject和观察者observer接口

//主题接口
public interface Subject{
    //注册观察者
    public void registerObserver(Observer o);
    //删除观察者
    public void removeObserver(Observer o);
    //当主题状态改变时，这个方法会被调用，以通知所有的观察者
    public void notifyObserver();
}

public interface Observer {
    //当气象观测值改变时，主题会把这些状态值当作方法的参数，传送给观察者
    public void update(float temp,float humidity,float pressure);
}

public interface DisplayElement{
    //当需要显示时，调用此方法
    public void display();
}

2.WeatherData类实现主题接口

public class WeatherData implements Subject{
    
    private ArrayList<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

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

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);//一个观察者注册的时候，把它添加到list的末端
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i=observers.indexOf(o);//获得对象索引
        if(i>=0){
            observers.remove(i);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {
        for(Observer observer:observers){
            observer.update(temperature,humidity,pressure);
        }
    }
    //当从气象站得到更新观测值时，我们通知观察者
    public void measurementsChanged(){
        notifyObserver();
    }

    //测试数据
    public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure){
        this.temperature=temperature;
        this.humidity=humidity;
        this.pressure=pressure;
        measurementsChanged();
    }
    //WeatherData的其他方法
}

3.构造显示元素
显示类实现Observer接口，所以可以从WeatherData对象中获取变化

public class CurrentConditionDisplay implements Observer,DisplayElement{
    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;

    //构造器被传入weatherData对象(Subject)，用它来把 【显示】 注册为 【观察者】
    public CurrentConditionDisplay(WeatherData weatherData){
        this.weatherData=weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("current conditions:" + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }

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

4.启动气象站

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
       //创建对象
       WeatherData weatherData = new WeatherData();
      //创建显示
       CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
      //模拟气象测量
       weatherData.setMeasurements(80,65,30.4f);
    }
}

缺点：

每次更新信息都会全部通知到每个观察者，而观察者只想要有用的信息；
不能扩展更多的显示【因为观察者接口的update方法是固定参数】

实现3（改进）

我们可以让Observer按需要从Subject拉取。当Subiect的数据变化，我们马上通过调用update()传送数据，推送新的温度、湿度和气压值给Observer。
为了切换到拉取方式，我们需要对已有代码做一些小小的修改
Subject的发送通知.....
修改WeatherData中的notifyObservers()方法，不带参数地调用Observer中的update()方法：

public void notifyobservers() {
  for(Observer observer:observers){
      observer.update();
  }
}

Observer的接收通知....
修改Observer接口，改变update()方法的签名，这样它就没有参数了:

public interface Observer {
  public void update();
}

修改每个具体Observer，改变其各自的update0方法的签名，并使用WeatherData的getter方法从Subject获取气象数据。CurrentConditionsDisplay类的新代码如下:

public void update() {
  this.temperature = weatherData.getTemperature();
  this,humidity = weatherData.getHumidity();
  display();
}

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总结

OO基础：抽象
OO原则：

封装变化。
组合优于继承
针对接口编程，而不是针对实现。
尽力达到交互对象之间的松耦合设计。【新增】

OO模式：
观察者模式：定义对象之间的一对多依赖这样，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者会被通知并自动更新。

要点

观察者模式定义对象之间的一对多关系。
主题使用通用接口更新观察者。
任何具体类型的观察者都可参与该模式，只要它们实现察者接口。
观察者是松耦合的，除了知道它们实现观察者接口之外，主题对它们的其他事情不知情
使用该模式时，你可以从主题推或拉数据(拉被认为更“正确”)
Swing大量使用观察者模式许多GUI框架也是这样。
你也会在其他很多地方发现该模式，包括RxJava、JavaBeans和RMI，以及其他语言的框架，像Cocoa、Swift和JavaScript事件。
观察者模式和出版/订阅模式相关。出版/订阅模式用于更复杂得多主题和/或多消息类型的情形。
观察者模式是一个常用的模式，当我们学习模型-视图-控制器时，还会看到它。