JAVA设计模式-观察者模式

本文介绍了一个基于观察者模式的天气预报系统实现案例。通过该模式,气象站能够实时地将天气数据更新推送给多个第三方平台,如百度站点等。文章详细展示了如何设计开放API以及如何在不违反开闭原则的情况下动态添加新的观察者。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

1、例子

天气预报项目需求,具体要求如下:
1) 气象站可以将每天测量到的温度,湿度,气压等等以公告的形式发布出去(比如
发布到自己的网站或第三方)
2) 需要设计开放型API,便于其他第三方也能接入气象站获取数据。
3) 提供温度、气压和湿度的接口
4) 测量数据更新时,要能实时的通知给第三方
普通解决方案

 代码:

public class CurrentConditions {
    // 温度,气压,湿度
    private float temperature;
    private float pressure;
    private float humidity;

    //更新 天气情况,是由 WeatherData 来调用,我使用推送模式
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    //显示
    public void display() {
        System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
        System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
        System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
    }
}
public class WeatherData {
    private float temperatrue;
    private float pressure;
    private float humidity;
    private CurrentConditions currentConditions;
    //加入新的第三方

    public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) {
        this.currentConditions = currentConditions;
    }

    public float getTemperature() {
        return temperatrue;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public void dataChange() {
        //调用 接入方的 update
        currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
    }

    //当数据有更新时,就调用 setData
    public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperatrue = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        //调用dataChange, 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
        dataChange();
    }
}
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建接入方 currentConditions
        CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
        //创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData中
        WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);

        //更新天气情况
        weatherData.setData(30, 150, 40);

        //天气情况变化
        System.out.println("============天气情况变化=============");
        weatherData.setData(40, 160, 20);


    }
}

问题分析:

1) 其他第三方接入气象站获取数据的问题
2) 无法在运行时动态的添加第三方 (新浪网站)
3) 违反ocp原则=>观察者模式
//WeatherData中,当增加一个第三方,都需要创建一个对应的第三方的公告板
对象,并加入到dataChange, 不利于维护,也不是动态加入
public void dataChange() {
currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
}
2、基本定义
观察者原理:登记注册、移除、通知
有点类似注册中心nacos
观察者模式类似订牛奶业务
1) 奶站/气象局:Subject
2) 用户/第三方网站:Observer
Subject:登记注册、移除和通知
1) registerObserver 注册
2) removeObserver 移除
3) notifyObservers() 通知所有的注册的用户,根据不同需求,可以是更新数据,让用
户来取,也可能是实施推送,看具体需求定
Observer:接收输入
观察者模式:对象之间多对一依赖的一种设计方案,被依赖的对象为Subject
依赖的对象为ObserverSubject通知Observer变化,比如这里的奶站是
Subject,是1的一方。用户时Observer,是多的一方。
3、代码

public class BaiDuSite implements Observer {
    // 温度,气压,湿度
    private float temperature;
    private float pressure;
    private float humidity;

    //更新 天气情况,是由 WeatherData 来调用,我使用推送模式
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    //显示
    public void display() {
        System.out.println("*** BaiDuSite Today mTemperature: " + temperature + "***");
        System.out.println("*** BaiDuSite Today mPressure: " + pressure + "***");
        System.out.println("*** BaiDuSite Today mHumidity: " + humidity + "***");
    }
}
public class CurrentConditions implements Observer{
    // 温度,气压,湿度
    private float temperature;
    private float pressure;
    private float humidity;

    //更新 天气情况,是由 WeatherData 来调用,我使用推送模式
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    //显示
    public void display() {
        System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
        System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
        System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
    }
}
public interface Observer {
    public void update(float temperture,float pressure,float humidity);
}
public interface Subject {

    public void registerObserver(Observer o);
    public void removeObserver(Observer o);
    public void notifyObserver();
}
public class WeatherData implements Subject{
    private float temperatrue;
    private float pressure;
    private float humidity;
    private ArrayList<Observer> observers;
    //加入新的第三方

    public WeatherData() {
       observers=new ArrayList<Observer>();
    }

    public float getTemperature() {
        return temperatrue;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public void dataChange() {
        notifyObserver();
        //调用 接入方的 update
       // currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
    }

    //当数据有更新时,就调用 setData
    public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperatrue = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        //调用dataChange, 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
        dataChange();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        if (observers.contains(o)) {
            observers.remove(0);
        }


    }

    //遍历所有的观察着,并通知
    @Override
    public void notifyObserver() {
        for (int i = 0; i <observers.size() ; i++) {
            observers.get(i).update(this.temperatrue,this.pressure,this.humidity);
        }
    }
}
1) 观察者模式设计后,会以集合的方式来管理用户(Observer),包括注册,移除
和通知。
2) 这样,我们增加观察者(这里可以理解成一个新的公告板),就不需要去修改核
心类WeatherData不会修改代码,遵守了ocp原则。
总结:当一对多是,使用观察者模式。用集合管新增
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