观察者模式：
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，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。–>以松耦合的方式在一系列对象之间沟通状态。
下面介绍需要了解的概念：
- 抽象主题（Subject）：
它把所有观察者对象的引用保存到一个聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。 - 具体主题（Concrete Subject）：
将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。 - 抽象观察者（Observer）：
为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。 - 具体观察者（Concrete Observer）：
实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题状态协调。
例如在向报刊订阅报纸这件事情上，一旦有新报纸，就会推送给订阅了报纸的用户，而且用户可以选择是否订阅报纸，其中用户就是具体的观察者，报刊就是具体的主题，抽象主题和抽象观察者是在对象设计的过程中需要的。
观察者模式的UML图:
下面用一个具体的业务场景来演示下观察者模式：
有一个气象观测站，能够检测具体的气象数据，如温度，湿度和气压，现在有三个具体的显示面板，每当气象数据更新之后，观察者便能够通知到这三个显示面板实时更新数据。这个业务场景刚好符合我们的观察者模式，气象观测站是主题，而显示面板就是观察者。通过代码演示如下：
- 抽象主题：
package observer.weather;
/**
* 主题接口subject
*/
public interface Subject {
//注册观察者
public void registerObserver(Observer o);
//删除观察者
public void removeObserver(Observer o);
//通知观察者
public void notifyObservers();
}
- 抽象观察者
package observer.weather;
/**
* 抽象的观察者
*/
public interface Observer {
//只有一个方法，就是在主题有新消息的时候进行调用通知
public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
- 具体的观察者：
package observer.weather;
import java.util.ArrayList;
/**
* 具体的观察者
*/
public class WeatherData implements Subject {
//观察者的集合
private ArrayList<Observer> observers;
//温度
private float temperature;
//湿度
private float humidity;
//压力
private float pressure;
//构造方法，初始化一个空的观察者集合
public WeatherData() {
observers = new ArrayList<Observer>();
}
//注册观察者
@Override
public void registerObserver(Observer o) {
observers.add(o);
}
//删除观察者
@Override
public void removeObserver(Observer o) {
int i = observers.indexOf(o);
if (i >= 0) {
observers.remove(i);
}
}
//通知观察者
@Override
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update(temperature, humidity, pressure);
}
}
public void measurementsChanged(){
notifyObservers();
}
//当天气数据有变化的时候就通知所有的观察者并调用update方法
public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure){
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
this.pressure = pressure;
measurementsChanged();
}
public float getTemperature() {
return temperature;
}
public float getHumidity() {
return humidity;
}
public float getPressure() {
return pressure;
}
}
- 显示面板需要实现的接口：
package observer.weather;
/**
* 显示面板的显示功能，所有的面试面板都需要实现这个接口
*/
public interface DisplayElement {
public void display();
}
- 温度显示面板：
package observer.weather;
/**
* 温度显示面板
*/
public class HeatIndexDisplay implements Observer, DisplayElement {
private float heatIndex = 0.0f;
private Subject weatherData;
public HeatIndexDisplay(Subject weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
weatherData.registerObserver(this);
}
@Override
public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
heatIndex = computeHeatIndex(temp, humidity);
display();
}
//根据温度和湿度计算的值，无需理解
private float computeHeatIndex(float t, float rh) {
float index = (float) ((16.923 + (0.185212 * t) + (5.37941 * rh) - (0.100254 * t * rh)
+ (0.00941695 * (t * t)) + (0.00728898 * (rh * rh))
+ (0.000345372 * (t * t * rh)) - (0.000814971 * (t * rh * rh)) +
(0.0000102102 * (t * t * rh * rh)) - (0.000038646 * (t * t * t)) + (0.0000291583 *
(rh * rh * rh)) + (0.00000142721 * (t * t * t * rh)) +
(0.000000197483 * (t * rh * rh * rh)) - (0.0000000218429 * (t * t * t * rh * rh)) +
0.000000000843296 * (t * t * rh * rh * rh)) -
(0.0000000000481975 * (t * t * t * rh * rh * rh)));
return index;
}
@Override
public void display() {
System.out.println("温度坐标是：" + heatIndex);
}
}
- 当前状态的显示面板：
package observer.weather;
/**
* 当前状态的显示面板
*/
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
private float temperature;
private float humidity;
private Subject weatherData;
public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
weatherData.registerObserver(this);
}
@Override
public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
display();
}
@Override
public void display() {
System.out.println("当前状态是 " + temperature
+ "华氏度 和 " + humidity + "% 湿度");
}
}
- 预报的显示面板
package observer.weather;
/**
* 预报的显示面板
*/
public class ForecastDisplay implements Observer, DisplayElement {
private float currentPressure = 29.92f;
private float lastPressure;
private Subject weatherData;
public ForecastDisplay(Subject weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
weatherData.registerObserver(this);
}
@Override
public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
lastPressure = currentPressure;
currentPressure = pressure;
display();
}
@Override
public void display() {
System.out.print("预报: ");
if (currentPressure > lastPressure) {
System.out.println("温度正在上升!");
} else if (currentPressure == lastPressure) {
System.out.println("气温没有变化");
} else if (currentPressure < lastPressure) {
System.out.println("天气变冷了");
}
}
}
所有准备工作已经做好，下面进行测试了：
package observer.weather;
/**
* 测试
*/
public class WeatherStation {
public static void main(String[] args) {
WeatherData weatherData = new WeatherData();
CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
}
}
测试结果显示：
当前状态是 80.0华氏度 和 65.0% 湿度
Avg/Max/Min temperature = 80.0/80.0/80.0
预报: 温度正在上升!
当前状态是 82.0华氏度 和 70.0% 湿度
Avg/Max/Min temperature = 81.0/82.0/80.0
预报: 天气变冷了
当前状态是 78.0华氏度 和 90.0% 湿度
Avg/Max/Min temperature = 80.0/82.0/78.0
预报: 气温没有变化
可以看出来，当天气数据进行变化的时候，我们的三个显示面板就进行了显示的更新，这样一来，我们就实现了气象站和显示面板之间的观察者模式的代码了。
下面进行总结：
- 观察者模式定义了对象之间的一对多的关系；
- 主题（也就是可观察者）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的方式结合，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；
- 使用此模式时，你可以从被观察者处推（push）或者拉（pull）数据（然而，推的方式更正确）；
- 有多个观察者时，不可以依赖特定的通知次序；
- java有·多种实、实现了观察者模式的实现，包括了java.util.Observerable，不过这个类有缺陷，需要谨慎使用；
- Swing大量使用了观察者模式，许多GUI框架也是。
下一节内容会用jdk的Observer类实现这个案例的观察者模式.。
参考书籍：headfirst设计模式
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