学习笔记 ---- 设计模式之观察者模式

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转载最新推荐文章于 2026-03-10 00:15:40 发布 3k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

设计模式二之观察者模式学习笔记 设计模式二之观察者模式学习笔记需求开始设计观察者模式解决气象站的问题 观察者模式：定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。业务需求如下：需求某公司有个气象装置，这个气象装置要通过温度、湿度、气压感应装置得到数据，然后通过一个系统将天气状况显示在布告板上，暂时有三个布告板分别显示目前状况、气象统计和天气预报，要根据天气的变化及时更新布告板... 阅读详情

转载： http://www.cnblogs.com/shitouer/archive/2011/09/02/2164048.html

Head First里边给出的场景是：

客户需要这样一个App：一个WheatherData类可以从气象站获得气象信息（temperature, humidity, pressure and so on）.一旦这些信息改变，就会更新气象站的三个公告板（CurrentConditionBulletin, StatisticsBulletin and ForecastBulletin, 另外，用户还可以随时增加/删除/更改自己的布告板）。

客户给出了WheatherData的类图：

结合以上描述和类图我们已知：

1. 由Getter可以或得气象信息

2. 一旦气象信息有改变，调用measurementsChanged()方法更新所有的布告板

3. 现在需要三个布告板

4. Customer可以定义自己的布告板

首先看一个不好的实现：

publicclass WeatherData {       
 
        publicvoid MeasurementsChanged()
        {
            floattemp = getTemperature(); 
            floathumidity = getHumidity(); 
            floatpressure = getPressure();
            currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure); 
            statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
            forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
        }
}

　　为什么不好呢？可以从已经知道的几个设计原则入手：

1. 找出程序中变化的部分，将其与固定不变的部分隔离

在这个场景中，变化的是布告栏的类型和数量，在这个不好的例子中，我们改变布告栏的类型和数量，势必要修改WheatherData这个类。如何才能可以随意修改布告栏的数量和类型，却不用修改WheatherData类呢？

2. 针对接口编程，不针对实现编程

明显，statisticsDisplay，statisticsDisplay，forecastDisplay均是具体的实现的编程，如果以后我们增加修改布告栏，都必须修改这段程序。而且三个方法( update() )的名字和参数相同，一个统一的接口可行？

可以根据报纸订阅业务对观察者模式有一个简单的了解：

观察者模式类图：

Subject

主题接口，也即可观察者（Observable），对象使用此接口注册为观察者，或者把自己从观察着中删除。每个主题可以有多个观察者。

ConcreteSubject

一个具体主题实现了主题接口，除了注册和撤销之外，具体主题还实现了notifyObservers()方法，这个方法用来在主题状态改变时更行所有的观察者。具体主题也可能有设置和获取状态的方法。

Observer

所有潜在的观察者必须实现观察者接口，这个接口只有update()方法，当主题改变时，它被调用。

ConcreteObserver

具体的观察者可以是任何实现了Observer接口的类。观察者必须注册具体主题，一边接收更新。

基本原则：为了交互对象之间的松耦合设计而努力

观察者模式的定义：观察者模式定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有的依赖者都会收到通知并自动更新。

观察者模式中，一对多的关系体现在哪里？

这个模式中，主题是具有状态的对象，并且可以控制这个状态，也就是说，是一个具有“状态”的主题。

另一方面，观察者使用这些状态，虽然这些状态并不属于他们。有多个观察者，依靠主题来告诉他们主题状态何时变了。

这就产生了一个关系，一个“主题”对多个“观察者”的关系

松耦合设计威力体现在哪里？

当两个对象松耦合，他们依然可以交互，但是不太清楚彼此的细节。观察者模式提供了一种对象设计，让主题和观察者松耦合。

下面我们根据观察者模式来画出开篇WheatherStation的类图：

代码如下

  ISubject：
?
importorg.jpatterns.gof.ObserverPattern;
 
@ObserverPattern(
        comment="ISubject: Interface of Observer Pattern"
)
publicinterface ISubject {
    voidregisterObserver(IObserver o);
    voiddeleteObserver(IObserver o);
    voidnotifyObservers();
}
　　IObserver：
?
importorg.jpatterns.gof.ObserverPattern;
 
@ObserverPattern(
        comment="IObserver: Interface of Observer Pattern"
)
publicinterface IObserver {
    voidupdate(floattemp, floathumidity, floatpressure);
}
　　实现了ISubject接口的WheatherData：
?
importjava.util.ArrayList;
 
importorg.jpatterns.gof.ObserverPattern;
 
@ObserverPattern(comment = "WheatherData: Concrete Subject of Observer Pattern")
publicclass WheatherData implementsISubject {
    privateArrayList<IObserver> observers;
    privatefloat temperature;
    privatefloat humidity;
    privatefloat pressure;
 
    publicWheatherData() {
        this.observers = newArrayList<IObserver>();
    }
 
    @Override
    publicvoid registerObserver(IObserver o) {
        observers.add(o);
    }
 
    @Override
    publicvoid deleteObserver(IObserver o) {
        if(observers.indexOf(o) >= 0) {
            observers.remove(o);
        }
    }
 
    @Override
    publicvoid notifyObservers() {
        for(inti = 0; i < observers.size(); i++) {
            IObserver observer = observers.get(i);
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
 
    publicvoid measurementsChanged() {
        this.notifyObservers();
    }
 
    publicvoid setMeasurements(floattemperature, floathumidity, floatpressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        this.measurementsChanged();
    }
}
　　实现了IObserver接口的一个Bulletin：
?
publicclass CurrentConditionsBulletin implementsIObserver, IDisplayElement {
 
    privatefloat temperature;
    privatefloat humidity;
    privateISubject wheatherData;
 
    publicCurrentConditionsBulletin(ISubject wheatherData) {
        this.wheatherData = wheatherData;
        wheatherData.registerObserver(this);
    }
 
    @Override
    publicvoid update(floattemp, floathumidity, floatpressure) {
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        this.display();
    }
 
    @Override
    publicvoid display() {
        System.out.println("Current Conditions: " + this.temperature
                +"F Degrees and " + this.humidity + "% Humidity");
    }
}
　　创建气象站，将程序run起来：
?
publicclass WheatherStation {
 
    publicstatic void main(String[] args) {
        WheatherData wheatherData = newWheatherData();
        IObserver o1 = newCurrentConditionsBulletin(wheatherData);
        IObserver o2 = newStatisticsBulletin(wheatherData);
        IObserver o3 = newForecastBulletin(wheatherData);
        IObserver o4 = newCustomBulletin(wheatherData);//自定义的
        wheatherData2.setMeasurements(20,20,20);
    }
 
}

　　省略了好多注释啊，想好好理解，还是推荐去看HeadFirst吧，说实话，真本书真好！

其实在java中已经有内置的观察者模式。java.util中的Observable（类）和Observer（接口）。但是缺点不少，例如违反了：针对接口变成，而不是针对实现编程和多用组合少用继承两个原则，而且起nofify也依赖顺序。

观察者模式的要点：

观察者定义了对象之间一对多的关系。

主题用一个共同的接口来更新观察者。

观察者和可观察者之间用松耦合方式结合，可观察者不知道观察者的细节，只知道观察者实现了观察者接口。

使用此模式，可以从可观察者推或者拉数据。

有多个观察者时，不可以依赖特定的通知次序。

要注意java.util.Observable实现上带来的问题。

如果有必要的话，可以实现自己的Observable。

观察者模式的应用

观察者模式的优点