2020-11-24

[head first 设计模式]第二章 观察者模式

关于观察者模式

[head first 设计模式]第二章 观察者模式

假如我们有一个开发需求——建造一个气象观测站展示系统。需求方给我们提供了一个WeatherObject对象,能够自动获得最新的测量数据。而我们要建立一个应用,有三种布告版,分别显示目前的状况,气象统计,简单预报。三种布告板能即时显示WeatherObject对象中更新的数据。

​同时,我们需要这是一个可扩展的气象站,可以公布一组api,好让其他开发人员写出自己的布告板插入此应用中。

​我们首先来看看我们的大致系统框架

1.jpg

我们的工作就算建立一个应用,利用weatherData对象取得数据,并更新布告板。

根据weatherData源文件,我们的工作是实现measurementChanged(),当测量数据备妥时,measurementChanged()方法将会被调用。

2.jpg

先来看一个可能的实现,

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很明显,这个实现并不妥当。回想第一章的OO原则,会发现我们在针对具体实现编程,这会导致当有新需求时我们必须修改程序。同时,更新布告板的代码会经常改变,我们应该尽可能将其封装。

接下来我们将应用观察者模式来改进现有设计。

以报纸订阅为例,我们像某家报社订阅报纸,只要他们有新报纸初版,就会给派送给订户。而订户不想要了,就可以取消订阅。只要报社还在运营,就不断有人订阅或者取消订阅报纸。

出版者+订阅者=观察者模式

如果了解了报纸订阅是怎么回事,观察者模式也大体如此。出版者即为观察者模式中的主题(Subject),订阅者即为观察者模式中的观察者(Observer)

4.jpg

定义观察者模式

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,它的所有依赖着都会收到通知并自动更新。

类图如图所示

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观察者模式提供了一种对象设计,让主题和观察者之间松耦合。

对于观察者,主题只关心观察者实现了Observer接口,主题并不关心观察者的细节。

任何时候都可以新增观察者,因为主题唯一以来的东西是一个实现了Observer接口的对象列表,同时,也可以在任何时候删除观察者。

改变主题或观察者中的其中一方,并不会影响到另一方。

设计原则

设计应该尽可能降低交互对象之间的耦合度

依照观察者模式,得到我们的新设计

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当前,我们暂时不用Java内置的观察者模式,而是自己实现这部分代码。

public interface Observer { public void update(float temp,float humidity,float pressure);}
public interface Subject { public void notifyObserver(); public void removeObserver(Observer observer); public void registerObserver(Observer observer);}
public interface DisplayElement { public void display();}
import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class WeatherData implements Subject { private List<Observer> Observers; private float temperature; private float humidity; private float pressure; public WeatherData() {  Observers = new ArrayList<Observer>(); } @Override public void notifyObserver() {  for (Observer o:   Observers ) {   o.update(temperature,humidity,pressure);  } } @Override public void removeObserver(Observer observer) {  Observers.remove(observer); } @Override public void registerObserver(Observer observer) {  Observers.add(observer); } public void measurementChanged() {  notifyObserver(); } public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure) {  this.temperature = temperature;  this.humidity = humidity;  this.pressure = pressure;  measurementChanged(); }}
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer,DisplayElement{ private float temperature; private float humidity; private Subject weatherData; @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(); } public CurrentConditionsDisplay( Subject weatherData) {  this.weatherData = weatherData;  weatherData.registerObserver(this); }}
public class WeatherStation { public static void main(String[] args) {  WeatherData weatherData = new WeatherData();  CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay =    new CurrentConditionsDisplay(weatherData);  weatherData.setMeasurements(80,65,30.4f); }}

使用Java内置的观察者模式

Java api有自带的观察者模式,包含Observer接口和Observable类,在使用上更加方便,很多功能已经事先准备好了。如下是我们使用Java内置观察者模式修改后的设计。

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注册/删除观察者

调用Observable对象的addObserver方法和deleteObserver方法即可

被观察者送出通知

首先调用setChanged()方法,标记状态已经改变,后调用notifyObservers(),那么所有观察者都会调用自身的update方法。

import java.util.Observable;import java.util.Observer;public class CurrentConditionsDisplay implements Observer,DisplayElement{ private double temperature; private double humidity; private Observable observable; @Override public void display() {  System.out.println("Current temperature "+temperature+"F degrees and "+humidity+"%humidity"); } public CurrentConditionsDisplay(Observable observable) {  this.observable = observable;  observable.addObserver(this); } @Override public void update(Observable o, Object arg) {  if(o instanceof WheatherData)  {   temperature = ((WheatherData) o).getTemperature();   humidity = ((WheatherData) o).getHumidity();   display();  } }}
import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Observable;public class WheatherData extends Observable { private double temperature; private double humidity; private double pressure; public double getHumidity() {  return humidity; } public double getPressure() {  return pressure; } public double getTemperature() {  return temperature; }  public void setMeasurements(double temperature,double humidity,double pressure) {  this.temperature = temperature;  this.humidity = humidity;  this.pressure = pressure;  setChanged();  notifyObservers(); }}

不幸的是,observable是一个类而不是接口,导致我们难以继承其他类,同时也无法拥有自己独特的实现。

在实际使用时,我们需要权衡是使用jdk自带的观察者模式亦或是由自己实现。









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