观察者模式简谈

本文深入解析观察者模式,探讨其在软件设计中的应用,包括模式的优缺点、目的及经典应用场景,如拍卖系统中的实时通知机制。通过Java代码示例,展示如何实现观察者模式,以降低对象间的耦合度。

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理解观察者模式

在日常生活中,当某件事发生时,应该通知所有相关者。例如,如果我们的课程改变时间或地点,就应该通知所有学习这门课程的同学。

在软件设计中,当一个对象的状态发生变化时,需要通知与其相关的其他所有对象,而且不用修改该对象代码。

图解观察者模式

  

 

包含的角色

Subject:主题

ConcreteSubject:具体主题

Observer:观察者

ConcreteObserver:具体观察者

优缺点

     优点:

                  观察者和被观察者是抽象耦合的;

                  建立一套触发机制;

     缺点:

                  如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话,将所有的观察者都通知到会花费很多时间;

                  如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃;

                  观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的,而仅仅只是知道观察目标发生了变化;

目的

一个对象状态改变给其他对象通知的问题,而且要考虑到易用和低耦合,保证高度的协作。

经典应用场景

拍卖的时候,拍卖师观察最高标价,然后通知给其他竞价者竞价。

java的代码实现

public abstract class Subject {
     //定义一个观察者数组
     private Vector<Observer> obsVector = new Vector<Observer>();
     //增加一个观察者
     public void addObserver(Observer o){
             this.obsVector.add(o);
     }
     //删除一个观察者
     public void delObserver(Observer o){
             this.obsVector.remove(o);
     }
     //通知所有观察者
     public void notifyObservers(){
             for(Observer o:this.obsVector){
                     o.update();
             }
     }
}

总结

使用场景一般满足的条件:

1)一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一个方面。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。

2)一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变,而不知道具体有多少对象将发生改变,可以降低对象之间的耦合度。

3)一个对象必须通知其他对象,而并不知道这些对象是谁。

4)需要在系统中创建一个触发链,A对象的行为将影响B对象,B对象的行为将影响C对象……,可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。

1. 用户与权限管理模块 角色管理: 学生:查看实验室信息、预约设备、提交耗材申请、参与安全考核 教师:管理课题组预约、审批学生耗材申请、查看本课题组使用记录 管理员:设备全生命周期管理、审核预约、耗材采购与分发、安全检查 用户操作: 登录认证:统一身份认证(对接学号 / 工号系统,模拟实现),支持密码重置 信息管理:学生 / 教师维护个人信息(联系方式、所属院系),管理员管理所有用户 权限控制:不同角色仅可见对应功能(如学生不可删除设备信息) 2. 实验室与设备管理模块 实验室信息管理: 基础信息:实验室编号、名称、位置、容纳人数、开放时间、负责人 功能分类:按学科(计算机实验室 / 电子实验室 / 化学实验室)标记,关联可开展实验类型 状态展示:实时显示当前使用人数、设备运行状态(正常 / 故障) 设备管理: 设备档案:名称、型号、规格、购置日期、单价、生产厂家、存放位置、责任人 全生命周期管理: 入库登记:管理员录入新设备信息,生成唯一资产编号 维护记录:记录维修、校准、保养信息(时间、内容、执行人) 报废处理:登记报废原因、时间,更新设备状态为 "已报废" 设备查询:支持按名称、型号、状态多条件检索,显示设备当前可用情况 3. 预约与使用模块 预约管理: 预约规则:学生可预约未来 7 天内的设备 / 实验室,单次最长 4 小时(可设置) 预约流程:选择实验室→选择设备→选择时间段→提交申请(需填写实验目的) 审核机制:普通实验自动通过,高危实验(如化学实验)需教师审核 使用记录: 签到 / 签退:到达实验室后扫码签到,离开时签退,系统自动记录实际使用时长 使用登记:填写实验内容、设备运行情况(正常 / 异常),异常情况需详细描述 违规管理:迟到 15 分钟自动取消预约,多次违规限制预约权限 4. 耗材与安全管理模块 耗材管理: 耗材档案:名称、规格、数量、存放位置、
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