Observer模式

前言:Observer模式是对象行为型模式的一种,定义了对象间的一种一对多的依赖关系。当一个对象状态发生改变时,所有依赖与它的对象都得到通知并被自动更新。本文将讨论以下内容,详细文档请参照GOF出版的《设置模式》。

1、  动机

2、  适用性

3、  结构

4、  代码实现

一、    动机

许多图形用户界面工具箱将用户应用的界面表示与底下的应用数据分离。定义应用数据的类和负责界面表示的类可以各自独立的复用,当然他们也可以一起工作。一个表格对象和一个柱状图对象可以使用不同的表示形式描述同一个应用数据对象的信息,但它们相互不知道对方的存在。图1.1 及图1.2以不同的方式显示了同一份数据。

Observer1

1.1 文本框显示

Observer2

1.2 柱状图显示

二、    适用性

在以下任一情况下可以使用观察者模式:

a)       当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一方面。将这两者封装在独立的对象中使它们可以各自独立的改变和复用。

b)       当对一个对象的改变需要同时改变其他对象,而不知道具体有多少对象有待改变。

c)       当一个对象必须通知其他对象,而它又不能假定其他对象是谁。换言之,你不希望这些对象是紧密耦合的。

三、    结构

Struct

1.3 Observer结构图

其中:

Subject(目标):

a) 目标知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一目标。

         b) 提供注册和删除观察者对象的接口。

Observer(观察者):

         为那些在目标发生改变时需获得通知的对象定义一个更新的接口。

ConcreteSubject(具体目标)

a)       将有关状态存入各ConcreteObserver对象

b)       当它的状态发生改变时,向它的各个观察者发出通告

ConcreteObserver(具体观察者)

a)       维护一个指向ConcreteSubject对象的应用。

b)       存储有关状态,这些状态应与目标的状态保持一致。

c)       实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。

四、    代码实现

(具体的代码可以到本人资源中下载)

Subject:

Observer:

      

### Observer设计模式的概念 Observer设计模式是一种行为型设计模式,用于定义对象间的一对多依赖关系。在这种模式下,当一个对象(称为目标或主题)的状态发生改变时,所有依赖于它的对象(称为观察者)都会自动收到通知并更新其状态[^4]。 这种模式的核心在于解耦目标观察者之间的联系,从而提高系统的灵活性可扩展性。通过引入中间层的通知机制,可以减少组件间的直接交互,使系统更加模块化。 --- ### Observer设计模式的组成 Observer模式主要由以下几个部分构成: 1. **Subject (目标)** 这是一个接口或基类,负责管理观察者的注册、移除以及通知操作。它可以维护一组观察者,并在自身状态变化时调用这些观察者的更新方法。 2. **ConcreteSubject (具体目标)** 它实现了 Subject 接口,并包含具体的业务逻辑。每当 ConcreteSubject 的状态发生变化时,它会通知所有的观察者。 3. **Observer (观察者)** 这是一个接口,定义了接收通知的方法。任何希望监听目标状态变化的对象都需要实现该接口。 4. **ConcreteObserver (具体观察者)** 实现Observer 接口的具体类,保存指向目标对象的引用以便获取最新状态,并执行相应的更新动作。 --- ### Observer设计模式实现方式 以下是基于 Java 的 Observer 模式一个简单实现示例: ```java // 定义Subject接口 public interface Subject { void registerObserver(Observer o); void removeObserver(Observer o); void notifyObservers(); } // 定义Observer接口 public interface Observer { void update(String message); } // 具体的目标类 public class ConcreteSubject implements Subject { private List<Observer> observers = new ArrayList<>(); private String state; @Override public void registerObserver(Observer o) { observers.add(o); // 注册观察者 } @Override public void removeObserver(Observer o) { observers.remove(o); // 移除观察者 } @Override public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { // 遍历并通知所有观察者 observer.update(state); } } public void setState(String newState) { this.state = newState; // 更新状态 notifyObservers(); // 通知观察者 } } // 具体的观察者类 public class ConcreteObserver implements Observer { private String name; public ConcreteObserver(String name) { this.name = name; } @Override public void update(String message) { System.out.println(name + " 收到消息:" + message); // 处理通知 } } ``` 上述代码展示了如何创建一个简单的 Observer 模式框架。`ConcreteSubject` 类作为目标,负责管理观察者集合;`ConcreteObserver` 则响应来自目标的通知。 --- ### Observer设计模式应用场景 #### 软件开发中的典型应用场景 1. **UI 组件数据模型同步** 在图形用户界面中,许多控件都遵循 Observer 模式。例如,按钮点击事件触发后,多个订阅器会接收到通知并作出反应。 2. **日志记录系统** 当应用程序运行过程中产生新日志条目时,可以利用 Observer 模式将日志分发给不同的处理程序(如文件写入器、数据存储器等)。这种方式有助于保持核心逻辑日志功能分离[^3]。 3. **游戏引擎的消息传递** 游戏开发领域也广泛采用 Observer 模式来协调不同子系统的行为。比如玩家角色的生命值下降时,健康栏 UI 音效播放器都可以成为此事件的观察者[^2]。 4. **全球化软件设计** 对于支持多语言或多区域设置的应用来说,Observer 模式可以帮助动态调整显示内容而不需重启整个程序。例如,切换语言包之后,所有受影响的部分都能即时刷新以反映最新的翻译结果。 --- ### 总结 Observer设计模式提供了灵活且高效的解决方案,适用于需要维持低耦合度的各种场合。无论是传统的桌面应用还是现代的游戏架构,这一经典模式均展现了强大的适应能力及其价值所在。 ---
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