[head first 设计模式]第二章 观察者模式

时间:2020-11-23 23:17:00 来源:互联网 作者: 神秘的大神 字体:

[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

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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。

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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)

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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。