Head First 設計模式之觀察者模式（Observer Pattern）

時間 2019-11-06

標籤 head 設計模式觀察者 observer pattern 欄目 Hadoop 简体版

原文原文鏈接

前言：java

這一節開始學習觀察者模式，開始講以前會先像第一節那樣經過一個應用場景來引入該模式。具體場景爲：氣象站提供了一個WeatherData對象，該對象能夠追蹤獲取天氣的溫度、氣壓、溼度信息，WeatherData對象會隨即更新三個佈告板的顯示：目前情況（溫度、溼度、氣壓）、氣象統計和天氣預報。編程

1. 基本需求：利用WeatherData對象獲取數據、並更新三個佈告板：目前情況、氣象統計和天氣預報

WeatherData類圖以下：學習

說明：測試

GetTemperature()、GetHumidity()、GetPressure()分別用來獲取天氣溫度、溼度氣壓，MeasurementsChanged()當氣象測量更新此方法會被調用。this

分析：spa

能夠經過WeatherData的Getter方法獲取三個測量值：溫度、溼度、氣壓
氣象測量更新時會調用MeasurementsChanged（）方法
須要實現三個天氣數據佈告板：「目前情況」、「氣象統計」、「天氣預報」，一旦WeatherData測到新值，這些佈告也立刻更新
此係統可擴展，能夠隨意的添加或者刪除任何佈告板。

實現：設計

public class WeatherData
{
    public void MeasurementsChanged()
    {
        float temp = GetTemperature();
        float humidity = GetHumidity();
        float pressure = GetPressure();
        currentConditionDisplay.update(temp, humidity, pressure);
        statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
        forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
    }
    //其餘方法
}

反思：code

咱們的這種實現有何不妥？server

結合咱們第一節中的一些面向對象的原則，這種實現方式會有以下問題：對象

l 針對具體實現編程，後續新增或者刪除佈告板必須修改程序

l 未將改變的地方封裝起來

這種實現方式與面向對象的一些基本原則是相違背的，目前暫時是實現了用戶的需求，可是在後續不具有可擴展行。

2. 引入觀察者模式

2.1 出版者+訂閱者=觀察者模式

出版者：就至關於「主題」（Subject），訂閱者至關於「觀察者」（Observer）

當出版者（主題）發行新的報紙的時候，全部的觀察者（訂閱者）就能夠收到最新的報紙，同時，當新的觀察者（訂閱者）加入時，也能夠收到最新的報紙，當觀察者（訂閱者）退訂報紙後，就再也收不到新的報紙。

2.2 定義觀察者模式

觀察者模式定義了對象之間一對多依賴，這樣一來，當一個對象狀態改變時，它的全部依賴者都會收到通知並自動更新。

主題和觀察者定義一對多的關係。觀察者依賴於此主題，只要主題狀態一有變化，觀察者就會被通知，根據通知的風格，觀察者可能所以新值而更新。

觀察者模式：類圖

2.3設計原則：爲了交互對象之間的鬆耦合設計而努力

鬆耦合的威力

l 當兩個對象之間鬆耦合，它們依然能夠交互，可是不清楚彼此的細節。

l 觀察者模式提供了一種對象設計，讓主題和觀察者之間鬆耦合。

說明：

主題只知道觀察者實現了某個接口（IObserver接口），不須要知道觀察者是誰，或其餘細節。
任什麼時候候均可以增長或者刪除的觀察者，主題惟一依賴的是一個實現了IObserver接口的對象列表。
新的類型觀察者出現時，主題代碼不須要修改，只須要在新類型裏實現觀察者接口，而後註冊爲觀察者便可。
能夠獨立的複用主題或觀察者，由於兩者鬆耦合。
改變主題或者觀察者，並不會影響另外一方。由於兩者鬆耦合。

鬆耦合的設計之因此能讓咱們創建有彈性的OO系統，可以應對變化，是由於對象之間的相互依賴講到了最低。

3. 利用觀察者模式設計並實現氣象站

3.1 設計氣象站

類圖：

3.2具體實現

3.2.1主題、觀察者、顯示接口

/// Description:對象、觀察者、顯示接口
    /// </summary>
    public interface ISubject
    {
        void RegisterObserver(IObserver o);//註冊觀察者
        void RemoveObserver(IObserver o);//刪除觀察者
        void NotifyObervers();//通知觀察者
    }
 
    public interface IObserver
    {
        void Update(float temp, float humidity, float pressure);
    } 

    public interface IDisplayElement
    {
        void Display();
    }

3.2.2 WeatherData類：註冊、刪除、通知觀察者

    /// Description:WeatherData 註冊、刪除、通知觀察者
    /// </summary>
    public class WeatherData:ISubject
    {
        private ArrayList observers;
        private float temperature;
        private float humidity;
        private float pressure;

        public WeatherData()
        {
            observers = new ArrayList();//初始化obervers，用來存儲註冊的觀察者
        }

        /// <summary>
        /// 註冊觀察者
        /// </summary>
        /// <param name="o"></param>
        public void RegisterObserver(IObserver o)
        {
            observers.Add(o);
        }

       /// <summary>
       /// 刪除觀察者
        /// </summary>
        /// <param name="o"></param>
        public void RemoveObserver(IObserver o)
       {
            int i = observers.IndexOf(o);
            if (i >= 0)
                observers.Remove(o);
        }

        /// <summary>
        /// 通知觀察者
        /// </summary>
        public void NotifyObervers()
        {
            foreach (IObserver o in observers)
            {
                o.Update(temperature, humidity, pressure);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 當從氣象站獲得更新觀測值時，通知觀察者
        /// </summary>
        public void MeasurementsChanged()
        {
            NotifyObervers();
        }


        /// <summary>
        ///
        /// </summary>
        /// <param name="temperature"></param>
        /// <param name="humidity"></param>
       /// <param name="pressure"></param>
        public void SetMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure)
        {
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            MeasurementsChanged();
        }
    }

3.2.3 佈告板類，實現了IObserver、IDisplayElement接口

    /// Description:建立佈告板
    /// </summary>
    public class CurrentConditionsDisplay:IObserver,IDisplayElement
    {
        private float temperature;
        private float humidity;
        private ISubject weatherData;

        public CurrentConditionsDisplay(ISubject weatherData)
        {
            this.weatherData = weatherData;
            weatherData.RegisterObserver(this);
        }

        public void Update(float temperature, float humidity, float pressure)
        {
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            Display();
        }
        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("Current coditions: " + temperature + "F degress and " + humidity + "% humidity");
        }
    }

3.2.4 測試

WeatherStation.WeatherData weatherData = new WeatherStation.WeatherData();
WeatherStation.CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new WeatherStation.CurrentConditionsDisplay(weatherData);
weatherData.SetMeasurements(10, 20, 30);

結果以下：