观察者模式

观察者模式

观察者模式是23种设计模式之一。

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，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

我们把观察者模式中的“一”称为主题，把“多” 称为观察者，当“一”这个对象的状态发生改变时，会把它状态发生改变的消息都发送给依赖于它的“多”多个对象。

我们以天气预报这个例子来说明一下观察者模式，其中我们用“气象站”这个对象来作为主题，当天气发生改变时，气象站里面的温度指数，湿度指数，压强指数就会发生相应的变化，当它的状态发生时，要求把它状态发生改变的消息都发送给依赖于它的“温度显示布告板”，“湿度显示布告板”，压强指数布告板“等等。而“温度显示布告板”，“湿度显示布告板”，压强指数布告板“等等其他我们可以拓展的布告板就是”多“，也就是我们的观察者。

在观察者模式中，主题一般会有这么三个方法：

1.将观察者注册进主题中。

 registerObserver(Observer o);

2.将观察者从主题中注销。

removeObserver(Observer o);

3.主题状态发生改变时，通知所有观察者。

notifyObserver();

也就是说，只有在我们的主题中注册了的观察者，我们的主题才会通知它，当一个观察者没被注册或者是曾经被注册但是现在被注销了，我们的主题都不会通知它。

我们用代码来说明下怎么实现观察者模式。

首先我们为主题也就是我们的气象站定义一个接口，它拥有主题的三个基本方法。

Subject代码：

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

因为我们要将观察者注册进我们的气象站主题中，观察者要遵循统一的接口，接下来我们写出这个接口的代码，这个接口只有一个方法，就是当气象站主题的状态发生改变时，通知观察者的方法。

Observer代码：

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

主题和观察者的接口我们已经写完了。

接下来我们来想想主题的实现类该怎么写。

首先它得有三个私有属性：

private float temperature;    //（温度）private float humidity;    //（湿度）private float pressure;    //（压强）

然后它要注册很多个观察者，我们用一个集合来存储这些观察者：

private ArrList observers;    //（观察者集合）

在我们主题的构造方法中，我们可以把observer（观察者集合属性给实例化）。

再有就是我们实现接口的三个方法：

public void registerObserver(Observer o);public void removeObserver(Observer o);public void notifyObserver();

当我们的气象站主题状态发生改变时的方法：

public void measurementsChanged();

最后一个就是我们状态改变的方法：

public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure);

具体的实现代码如下：

WeatherData代码：

import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;public class WeatherData implements Subject{private ArrayList observers;private float temperature;private float humidity;private float pressure;public WeatherData() {observers = new ArrayList<>();}@Overridepublic void registerObserver(Observer o) {//将观察者参数进行注册，添加进主题的观察者集合中observers.add(o);}@Overridepublic void removeObserver(Observer o) {//将传递进来的观察者从观察者集合中删除int i = observers.indexOf(o);if(i>=0){observers.remove(i);}}@Overridepublic void notifyObserver() {//遍历观察者集合，进行通知for(Iterator iterator=observers.iterator();iterator.hasNext();){Observer observer=(Observer)iterator.next();observer.update(temperature, humidity, pressure);}}public void measurementsChanged(){notifyObserver();}public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure){//设置新的状态this.temperature=temperature;this.humidity=humidity;this.pressure=pressure;measurementsChanged();}}

这样子气象站主题就写好了。

接下来我们探讨一下观察者。

观察者也需要三个私有属性，用来装载从主题那获得的数据：

private float temperature;private float humidity;private float pressure;

还需要一个主题属性，要让布告板观察者自己知道自己注册了哪个主题：

private Subject weatherData;

观察者在构造方法中将自己注册进传递来的主题中。

在从父接口继承来的update()方法中获取数据。

CurrentConditionsDisplay代码：

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer{private float temperature;private float humidity;private float pressure;private Subject weatherData;public CurrentConditionsDisplay(){};public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {//在本构造方法中，我们将本观察者注册进传递来的主题中this.weatherData=weatherData;weatherData.registerObserver(this);}public void display() {System.out.println(temperature+"      "+humidity);}@Overridepublic void update(float temp, float humidity, float pressure) {//从接口继承而来的方法，用来被主题通知，并接收主题传递来的数据。this.humidity=humidity;this.temperature=temp;this.pressure=pressure;display();}}

我们写一个测试类来测试一下。

WeatherTest代码：

public class WeatherTest {public static void main(String[] args){WeatherData weatherData=new WeatherData();CurrentConditionsDisplay conditionsDisplay=new CurrentConditionsDisplay(weatherData);//CurrentConditionsDisplay conditionsDisplay=new CurrentConditionsDisplay();//weatherData.registerObserver(conditionsDisplay);weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);weatherData.setMeasurements(60, 70, 39f);}}

控制台输出结果如下：

80.0      65.060.0      70.0

CurrentConditionsDisplay只是我们的一个布告板观察者，我们还可以有很多其他的观察者。

新建的观察者只需要继承Observer接口，重写update()方法，并在主题中注册就可以接收气象站主题状态改变的消息了，而不需要去改变主题中的代码。

遵循了高内聚，低耦合的设计原则。

如上的观察者设计模式只是观察者模式中的一部分，我们有发现当主题状态发生改变时，是主题类将消息推送给注册了它的观察者，这是一种把消息给”推“出去的概念。

另外一种概念是我们可以在主题中写上状态数据的getXXX()方法，让观察者自己从主题中去取，因为很多时候，我们的观察者只需要主题中的一部分数据，这是一种观察者自己去”拉“的概念。

除此之外，我们的Java API有内置的观察者模式，java.util包(package)内包含了最基本的Observer(观察者)接口与Observable(主题)类，这和我们的Subject(主题)接口与Observer(观察者)接口很相似。

Observer接口与Observable类使用上更方便，因为许多功能都已经事先准备好了。我们可以使用"推(push)"或"拉(pull)"的方式传送数据。

具体怎么用就看你自己了。