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HeadFirst设计模式笔记:(二)观察者模式 —— 让你的对象知悉现况

2013年03月30日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4630字 ⁄ 字号 评论关闭

详细内容参见《HeadFirst设计模式》第二章 2观察者模式让你的对象知悉现况

观察者模式(有时又被称为发布-订阅Subscribe>模式、模型-视图View>模式、源-收听者Listener>模式或从属者模式)是软件模式的一种。在此种模式中,一个目标物件管理所有相依于它的观察者物件,并且在它本身的状态改变时主动发出通知。这通常透过呼叫各观察者所提供的方法来实现。此种模式通常被用来实作事件处理系统。

以气象检测应用为例。

1. 错误的示范。

public void measurementsChanged() {
	float temp = getTemperature();
	float humidity = getHumidity();
	float pressure = getPressure();
	
	currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
	statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
	forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
}

(1)  改变的地方,需要封装起来。

(2) 针对具体实现编程,会导致我们以后在增加或删除布告板时必须修改程序。

(3) 至少,智力开起来像是一个统一的接口,布告板的方法名称都是update(),参数都是温度、湿度和气压。

2. 出版者 + 订阅者 = 观察者模式

3. 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。

观察者模式定义了一系列对象之间的一对多关系。

当一个对象改变状态,其他依赖者都会收到通知。

4. 设计原则

为了交互对象之间的松耦合设计而努力。

松耦合的设计之所以能让我们建立有弹性的OO系统,能够应对变化,是因为对象之间的互相依赖降到了最低。

5. 设计气象站

6. 实现气象站,建立3个接口。

public interface Subject {
	// 这两个方法都需要一个观察者作为变量,该观察者是用来注册或被剔除的。
	public void registerObserver(Observer o);
	public void removeObserver(Observer o);
	
	// 当主题状态改变时,这个方法被调用,以通知所有的观察者
	public void notifyObservers();
}
public interface Observer {
	// 所有的观察者都必须实现update()方法,以实现观察者接口。在这里,把观测的值传入观察者中。
	public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
public interface DisplayElement {
	// 当布告板需要显示时,调用此方法。
	public void display();
}

7. 在WeatherData中实现主题接口。

public class WeatherData implements Subject {
	// 记录观察者,此ArrayList是在构造器中建立的
	private ArrayList observers;
	private float temperature;
	private float humidity;
	private float pressure;
	
	public WeatherData() {
		observers = new ArrayList();
	}
	
	// 当注册观察这时,我们只要把它加到ArrayList的后面即可。
	public void registerObserver(Observer o) {
		observers.add(o);
	}
	
	// 同样地,当观察者想取消注册,我们把它从ArrayList中剔除即可。
	public void removeObserver(Observer o) {
		int i = observers.indexOf(o);
		if (i >= 0) {
			observers.remove(i);
		}
	}
	
	// 有趣的地方来了!在这里,我们把状态告诉每一个观察者。因为观察者都实现了update(),所以我们知道如何通知它们。
	public void notifyObservers() {
		for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
			Observer observer = (Observer)observers.get(i);
			observer.update(temperature, humidity, pressure);
		}
	}
	
	// 当从气象站得到更新观测值时,我们通知观察者。
	public void measurementsChanged() {
		notifyObservers();
	}
	
	public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
		this.temperature = temperature;
		this.humidity = humidity;
		this.pressure = pressure;
		measurementsChanged();
	}
	
	// WeatherData的其他方法
	
	public float getTemperature() {
		return temperature;
	}
	
	public float getHumidity() {
		return humidity;
	}
	
	public float getPressure() {
		return pressure;
	}
}

8. 建立布告板。

// 此布告板实现了Observer接口,所以可以从WeatherData对象中获得改变。
// 它也实现了DisplayElement接口,因为我们的API规定所有的布告板都必须实现此接口。
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
	private float temperature;
	private float humidity;
	private Subject weatherData;
	
	// 构造器需要WeatherData对象,也就是“主题”,作为注册之用。
	public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
		this.weatherData = weatherData;
		weatherData.registerObserver(this);
	}
	
	public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
		this.temperature = temperature;
		this.humidity = humidity;
		// 当update()被调用时,我们把温度和湿度保存起来,然后调用display()。
		display();
	}
	
	public void display() {
	// 把最近的温度和湿度显示出来。
		System.out.println("Current conditions: " + temperature 
			+ "F degrees and " + humidity + "% humidity");
	}
}

public class StatisticsDisplay implements Observer, DisplayElement {
	private float maxTemp = 0.0f;
	private float minTemp = 200;
	private float tempSum= 0.0f;
	private int numReadings;
	private WeatherData weatherData;

	public StatisticsDisplay(WeatherData weatherData) {
		this.weatherData = weatherData;
		weatherData.registerObserver(this);
	}

	public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
		tempSum += temp;
		numReadings++;

		if (temp > maxTemp) {
			maxTemp = temp;
		}
 
		if (temp < minTemp) {
			minTemp = temp;
		}

		display();
	}

	public void display() {
		System.out.println("Avg/Max/Min temperature = " + (tempSum / numReadings)
			+ "/" + maxTemp + "/" + minTemp);
	}
}

public class ForecastDisplay implements Observer, DisplayElement {
	private float currentPressure = 29.92f;  
	private float lastPressure;
	private WeatherData weatherData;

	public ForecastDisplay(WeatherData weatherData) {
		this.weatherData = weatherData;
		weatherData.registerObserver(this);
	}

	public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
                lastPressure = currentPressure;
		currentPressure = pressure;

		display();
	}

	public void display() {
		System.out.print("Forecast: ");
		if (currentPressure > lastPressure) {
			System.out.println("Improving weather on the way!");
		} else if (currentPressure == lastPressure) {
			System.out.println("More of the same");
		} else if (currentPressure < lastPressure) {
			System.out.println("Watch out for cooler, rainy weather");
		}
	}
}

9. 测试程序。

public class WeatherStation {

	public static void main(String[] args) {
		WeatherData weatherData = new WeatherData();
	
		CurrentConditionsDisplay currentDisplay = 
			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);
	}
}

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