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文章中的例子和思路均來自于《Head First》剛剛開通了微信公眾號(hào)：BaronTalk滋恬，之前專欄上的文章也陸續(xù)完成了搬遷。后續(xù)會(huì)持續(xù)保質(zhì)保量的輸出，還在等什么？降宅！關(guān)注一波吧Ｒ涑！晚顷！ :-)
場(chǎng)景
我們接到一個(gè)來自氣象局的需求：氣象局需要我們構(gòu)建一套系統(tǒng)，這系統(tǒng)有兩個(gè)公告牌疗疟，分別用于顯示當(dāng)前的實(shí)時(shí)天氣和未來幾天的天氣預(yù)報(bào)该默。當(dāng)氣象局發(fā)布新的天氣數(shù)據(jù)（WeatherData）后，兩個(gè)公告牌上顯示的天氣數(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)更新策彤。氣象局同時(shí)要求我們保證程序擁有足夠的可擴(kuò)展性栓袖，因?yàn)楹笃陔S時(shí)可能要新增新的公告牌。
概況
這套系統(tǒng)中主要包括三個(gè)部分：氣象站（獲取天氣數(shù)據(jù)的物理設(shè)備）店诗、WeatherData（追蹤來自氣象站的數(shù)據(jù)裹刮，并更新公告牌）、公告牌（用于展示天氣數(shù)據(jù)）
WeatherData知道如何跟氣象站聯(lián)系庞瘸，以獲得天氣數(shù)據(jù)捧弃。當(dāng)天氣數(shù)據(jù)有更新時(shí)，WeatherData會(huì)更新兩個(gè)公告牌用于展示新的天氣數(shù)據(jù)擦囊。
錯(cuò)誤示范
我們先來看看隔壁老王的實(shí)現(xiàn)：
public class WeatherData {
//實(shí)例變量聲明
...
public void measurementsChanged() {
float temperature = getTemperature();
float humidity = getHumidity();
float pressure = getPressure();
List<Float> forecastTemperatures = getForecastTemperatures();
//更新公告牌
currentConditionsDisplay.update(temperature, humidity, pressure);
forecastDisplay.update(forecastTemperatures);
}
...
}
上面這段代碼是典型的針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程塔橡，這會(huì)導(dǎo)致我們以后增加或刪除公告牌時(shí)必須修改程序梅割。我們現(xiàn)在來看看觀察者模式，然后再回來看看如何將觀察者模式應(yīng)用到這個(gè)程序葛家。
觀察者模式介紹
觀察者模式面向的需求是：A對(duì)象（觀察者）對(duì)B對(duì)象（被觀察者）的某種變化高度敏感户辞，需要在B變化的一瞬間做出反應(yīng)。舉個(gè)例子癞谒，新聞里喜聞樂見的警察抓小偷底燎，警察需要在小偷伸手作案的時(shí)候?qū)嵤┳ゲ丁Ｔ谶@個(gè)例子里弹砚，警察是觀察者双仍、小偷是被觀察者，警察需要時(shí)刻盯著小偷的一舉一動(dòng)桌吃，才能保證不會(huì)錯(cuò)過任何瞬間朱沃。程序里的觀察者和這種真正的【觀察】略有不同，觀察者不需要時(shí)刻盯著被觀察者（例如A不需要每隔1ms就檢查一次B的狀態(tài)）茅诱，二是采用注冊(cè)(Register)或者成為訂閱(Subscribe)的方式告訴被觀察者：我需要你的某某狀態(tài)逗物，你要在它變化時(shí)通知我。采取這樣被動(dòng)的觀察方式瑟俭，既省去了反復(fù)檢索狀態(tài)的資源消耗翎卓，也能夠得到最高的反饋速度。
觀察者模式通嘲诩模基于Subject和Observer接口類來設(shè)計(jì)失暴，下面是是類圖：
觀察者模式的應(yīng)用
結(jié)合上面的類圖，我們現(xiàn)在將觀察者模式應(yīng)用到WeatherData項(xiàng)目中來微饥。于是有了下面這張類圖：
主題接口
/**
* 主題（發(fā)布者逗扒、被觀察者）
*/
public interface Subject {
/**
* 注冊(cè)觀察者
*/
void registerObserver(Observer observer);
/**
* 移除觀察者
*/
void removeObserver(Observer observer);
/**
* 通知觀察者
*/
void notifyObservers();
}
觀察者接口
/**
* 觀察者
*/
public interface Observer {
void update();
}
公告牌用于顯示的公共接口
public interface DisplayElement {
void display();
}
下面我們?cè)賮砜纯碬eatherData是如何實(shí)現(xiàn)的
public class WeatherData implements Subject {
private List<Observer> observers;
private float temperature;//溫度
private float humidity;//濕度
private float pressure;//氣壓
private List<Float> forecastTemperatures;//未來幾天的溫度
public WeatherData() {
this.observers = new ArrayList<Observer>();
}
@Override
public void registerObserver(Observer observer) {
this.observers.add(observer);
}
@Override
public void removeObserver(Observer observer) {
this.observers.remove(observer);
}
@Override
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
public void measurementsChanged() {
notifyObservers();
}
public void setMeasurements(float temperature, float humidity,
float pressure, List<Float> forecastTemperatures) {
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
this.pressure = pressure;
this.forecastTemperatures = forecastTemperatures;
measurementsChanged();
}
public float getTemperature() {
return temperature;
}
public float getHumidity() {
return humidity;
}
public float getPressure() {
return pressure;
}
public List<Float> getForecastTemperatures() {
return forecastTemperatures;
}
}
顯示當(dāng)前天氣的公告牌CurrentConditionsDisplay
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
private WeatherData weatherData;
private float temperature;//溫度
private float humidity;//濕度
private float pressure;//氣壓
public CurrentConditionsDisplay(WeatherData weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
this.weatherData.registerObserver(this);
}
@Override
public void display() {
System.out.println("當(dāng)前溫度為：" + this.temperature + "℃");
System.out.println("當(dāng)前濕度為：" + this.humidity);
System.out.println("當(dāng)前氣壓為：" + this.pressure);
}
@Override
public void update() {
this.temperature = this.weatherData.getTemperature();
this.humidity = this.weatherData.getHumidity();
this.pressure = this.weatherData.getPressure();
display();
}
}
顯示未來幾天天氣的公告牌ForecastDisplay
public class ForecastDisplay implements Observer, DisplayElement {
private WeatherData weatherData;
private List<Float> forecastTemperatures;//未來幾天的溫度
public ForecastDisplay(WeatherData weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
this.weatherData.registerObserver(this);
}
@Override
public void display() {
System.out.println("未來幾天的氣溫");
int count = forecastTemperatures.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
System.out.println("第" + i + "天:" + forecastTemperatures.get(i) + "℃");
}
}
@Override
public void update() {
this.forecastTemperatures = this.weatherData.getForecastTemperatures();
display();
}
}
到這里，我們整個(gè)氣象局的WeatherData應(yīng)用就改造完成了欠橘。兩個(gè)公告牌CurrentConditionsDisplay和ForecastDisplay實(shí)現(xiàn)了Observer和DisplayElement接口缴阎，在他們的構(gòu)造方法中會(huì)調(diào)用WeatherData的registerObserver方法將自己注冊(cè)成觀察者，這樣被觀察者WeatherData就會(huì)持有觀察者的應(yīng)用简软，并將它們保存到一個(gè)集合中。當(dāng)被觀察者``WeatherData狀態(tài)發(fā)送變化時(shí)就會(huì)遍歷這個(gè)集合述暂，循環(huán)調(diào)用觀察者公告牌更新數(shù)據(jù)的方法痹升。后面如果我們需要增加或者刪除公告牌就只需要新增或者刪除實(shí)現(xiàn)了Observer和DisplayElement`接口的公告牌就好了。
觀察者模式將觀察者和主題（被觀察者）徹底解耦畦韭，主題只知道觀察者實(shí)現(xiàn)了某一接口（也就是Observer接口）疼蛾。并不需要觀察者的具體類是誰、做了些什么或者其他任何細(xì)節(jié)艺配。任何時(shí)候我們都可以增加新的觀察者察郁。因?yàn)橹黝}唯一依賴的東西是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Observer接口的對(duì)象列表衍慎。
好了，我們測(cè)試下利用觀察者模式重構(gòu)后的程序：
public class ObserverPatternTest {
public static void main(String[] args) {
WeatherData weatherData = new WeatherData();
CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
List<Float> forecastTemperatures = new ArrayList<Float>();
forecastTemperatures.add(22f);
forecastTemperatures.add(-1f);
forecastTemperatures.add(9f);
forecastTemperatures.add(23f);
forecastTemperatures.add(27f);
forecastTemperatures.add(30f);
forecastTemperatures.add(10f);
weatherData.setMeasurements(22f, 0.8f, 1.2f, forecastTemperatures);
}
}
輸出結(jié)果：
當(dāng)前溫度為：22.0℃
當(dāng)前濕度為：0.8
當(dāng)前氣壓為：1.2
未來幾天的氣溫
第0天:22.0℃
第1天:-1.0℃
第2天:9.0℃
第3天:23.0℃
第4天:27.0℃
第5天:30.0℃
第6天:10.0℃
源碼地址：
https://github.com/BaronZ88/DesignPatterns/tree/master/src/com/baron/patterns/observer
- 模塊化示例項(xiàng)目 ModularizationProject 源碼地址：https://github.com/BaronZ88/ModularizationProject
- 路由框架 Router 源碼地址：https://github.com/BaronZ88/Router
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