設(shè)計模式學(xué)習(xí)專欄三--------觀察者模式

場景

建立一個氣象站應(yīng)用, 利用WeatherData對象取得數(shù)據(jù),并更新三個布告板: 目前狀況 , 氣象統(tǒng)計 , 天氣預(yù)報

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此系統(tǒng)中的三個部分是氣象站(獲取實際氣象數(shù)據(jù)的物理裝置) , WeatherData對象(追蹤來自氣象站的數(shù)據(jù),并更新布告板) 和 布告板(顯示目前天氣狀況給用戶看.)

WeatherData對象知道如何跟物理氣象站聯(lián)系,以取得更新的數(shù)據(jù).WeatherData對象會隨即更新三個布告板的顯示: 目前狀況(溫度 , 濕度 , 氣壓), 氣象統(tǒng)計和天氣預(yù)報

剛開始實現(xiàn)方式

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//WeatherData構(gòu)造函數(shù)  , 當(dāng)新公告板加入時, 也要跟著改變
public WeatherData(CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay,
                       StatisticsDisplay statisticsDisplay,ForecastDisplay forecastDisplay) {
        this.currentConditionsDisplay = currentConditionsDisplay;
        this.statisticsDisplay = statisticsDisplay;
        this.forecastDisplay = forecastDisplay;
    }

如何解決

分析可變部分

1. 在weatherData的構(gòu)造函數(shù)中 , 對布告板的加入與移除

2. 在收到氣象數(shù)據(jù)變化時, 需要通知所有已加入的布告板

觀察者模式總覽

定義:在對象之間定義一對多的依賴,這樣一來, 當(dāng)一個對象改變狀態(tài),依賴它的對象都會收到通知,并自動更新

• 類圖

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• 模式的理解

  • 角色

    • 主題Subject : 主題對象管理某些數(shù)據(jù) , 當(dāng)主題內(nèi)的數(shù)據(jù)改變時 , 就會通知觀察者
    • 觀察者Observer : 觀察者已經(jīng)訂閱主題, 以便在主題數(shù)據(jù)改變時能收到更新 , 當(dāng)不想訂閱主題時,也能隨時移除訂閱

  • 細(xì)節(jié)

    • 使用觀察者模式在任意時候都能 增加/刪除新的觀察者,而不修改原有代碼

    • 觀察者模式 對數(shù)據(jù)推送有兩種方式 推(push)和拉(pull)

      • 推送方式:
        • 當(dāng)主題通知變化時, 主題攜帶著數(shù)據(jù)通知觀察者.
      • 拉取方式
        • 當(dāng)主題通知變化時, 觀察者通過主題的引用 , 去獲取主題中的數(shù)據(jù)信息

  • 觀察者模式提供了一種對象設(shè)計,讓主題和觀察者之間松耦合

    • 對主題而言, 它只知道觀察者實現(xiàn)了某個接口(Observer). 而不需要知道觀察者的具體實現(xiàn)是誰, 做了些什么與其他細(xì)節(jié)
    • 對觀察者而言, 它不需要關(guān)心主題細(xì)節(jié), 只知道可以注冊/移除主題 , 并且主題有數(shù)據(jù)更新時會調(diào)用update方法傳入數(shù)據(jù)

核心代碼部分

• 主題

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

• 觀察者

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

• WeatherData

  public class WeatherData implements Subject {
    private ArrayList<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<Observer>();
    }
    
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }
    
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if (i >= 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }
    
    public void notifyObservers() {
          //遍歷所有的觀察者,調(diào)用update方法
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    //氣象站數(shù)據(jù)改變時調(diào)用的方法
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
    //其他的get方法
  }
  

• 觀察者--今日布告板

  public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;    //持有主題引用 , 用于拉取數(shù)據(jù)/刪除主題
    
    public CurrentConditionsDisplay(Subject 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() {
        System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
  }
  

• 主程序 ----主題數(shù)據(jù)改變

  public class WeatherStationHeatIndex {
  
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
        ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
  
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
        weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
    }
  }
  

• 輸出結(jié)果

  Current conditions: 80.0F degrees and 65.0% humidity
  Avg/Max/Min temperature = 80.0/80.0/80.0
  Forecast: Improving weather on the way!
  
  Current conditions: 82.0F degrees and 70.0% humidity
  Avg/Max/Min temperature = 81.0/82.0/80.0
  Forecast: Watch out for cooler, rainy weather
  
  Current conditions: 78.0F degrees and 90.0% humidity
  Avg/Max/Min temperature = 80.0/82.0/78.0
  Forecast: More of the same
  

Java內(nèi)置的觀察者模式

• 主題 ==> java.util.Observable

• 觀察者 ==> java.util.Observer

• 類圖

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• 使用

  • 把對象變成觀察者 , 實現(xiàn)Observer接口, 使用addObserver()或者deleteObserver()進(jìn)行 訂閱/刪除主題

  • 可觀察者(主題)送出通知

    • 調(diào)用setChanged()方法, 標(biāo)記數(shù)據(jù)已改變

      setChanged(){
          changed = true;
      }
      
      notifyObservers(Object arg){
          if(changed){          //只有當(dāng)changed為true時才進(jìn)行通知
              for every observer on the list{
                  call update(this,arg)
              }
              changed = false;  //通知觀察者后,將changed設(shè)置為false
          }
      }
      
      notifyObservers(){
          notifyObservers(null);
      }
      

    • 調(diào)用notifyObservers() 通知所有觀察者

      • notifyObservers();
      • notifyObservers(Object args);

  • 觀察者接收通知

    • update(Observable o , Object arg) //拿到可觀察者引用,即可拉取數(shù)據(jù)

    public void update(Observable obs, Object arg) {
            if (obs instanceof WeatherData) {
                WeatherData weatherData = (WeatherData)obs;
                this.temperature = weatherData.getTemperature();
                this.humidity = weatherData.getHumidity();
                display();
            }
        }
    

參考

? 書籍: HeadFirst設(shè)計模式

? 代碼參考地址: 我就是那個地址