观察者模式

概念：

  定义了对象之间一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，他的所有依赖着都会收到通知并自动更新。观察者模式是对象的行为模式，又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。

类图：

类图

角色：

• 抽象主题(Subject)角色：抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集（比如ArrayList对象）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，抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。
• 具体主题(ConcreteSubject)角色：将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。
• 抽象观察者(Observer)角色：为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己，这个接口叫做更新接口。
• 具体观察者(ConcreteObserver)角色：存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色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的状态 像协调。如果需要，具体观察者角色可以保持一个指向具体主题对象的引用。

例子：

1. 需求：做出一个天气预报系统。
2. 需求分析：该系统共分为三个部分：气象站（获取数据的物理装置）、WeatherData对象（追踪气象站的数据并更新到布告板）和布告板（显示天气预报给用户看）。

3. 图形解析

   
   气象监测实现

4. 类图分析

   
   类图

推模型和拉模型：

• 推模型
  主题对象向观察者推送主题的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。

  1. 抽象主题角色

     public interface Subject {
         /**
          * Description 注册观察者对象
          * 
          * @param o
          */
         public void registerObserver(Observer o);
     
         /**
          * Description 删除观察者对象
          * 
          * @param o
          */
         public void removeObserver(Observer o);
     
         /**
          * Description 通知观察者对象
          */
         public void notifyObservers();
     }
     

  2. 具体主题角色

     public class WeatherData implements Subject {
          private ArrayList<Object> observers;
          private float temperature;
          private float humidity;
          private float pressure;
      
          public WeatherData() {
              observers = new ArrayList<>();
          }
      
          @Override
          public void registerObserver(Observer o) {
              observers.add(o);
          }
      
          @Override
          public void removeObserver(Observer o) {
              int i = observers.indexOf(o);
              if (i >= 0) {
                  observers.remove(i);
              }
          }
      
          @Override
          public void notifyObservers() {
              for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
                  Observer observer = (Observer) observers.get(i);
                  observer.update(temperature, humidity, pressure);
              }
          }
      
          /**
           * Description 数据更新，通知观察者
           */
          public void messurementschanged() {
              notifyObservers();
          }
      
          /**
           * Description 更新数据
           * @param temperature   温度
           * @param humidity      湿度
           * @param pressure       气压
           */
          public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
              this.temperature = temperature;
              this.humidity = humidity;
              this.pressure = pressure;
              messurementschanged();
          }
      }
     

  3. 抽象观察角色

       public interface Observer {
           /**
            * Description 更新信息
            * @param temp      温度
            * @param humidity  湿度
            * @param pressure  气压
            */
           public void update(float temp, float humidity, float pressure);
       }
     

  4. 观察者其他抽象功能

     public interface DisplayElement {
         /**
          * Description 展示信息
          */
         public void display();
     }
     

  5. 具体观察角色

       public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
           private float temperature;
           private float humidity;
           private Subject weatherData;
       
           /**
            * @param weatherData
            *            创建自己时订阅主题
            */
           public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
               this.weatherData = weatherData;
               weatherData.registerObserver(this);
           }
       
           @Override
           public void display() {
               System.out.println("温度:" + temperature + "\n湿度:" + humidity);
           }
       
           @Override
           public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
               this.temperature = temp;
               this.humidity = humidity;
               display();
           }
       }
         ``` 
     

  6. 测试类

     public class TestMain {
         public static void main(String[] args) {
             WeatherData weatherData = new WeatherData();
             CurrentConditionsDisplay conditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
             weatherData.setMeasurements(11.11F, 22.22F, 33.33F);
         }
     }
     

• 拉模型
  主题对象在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息，由观察者主动到主题对象中获取，相当于是观察者从主题对象中拉数据。一般这种模型的实现中，会把主题对象自身通过update()方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取了。
  根据上面描述，拉模型就是把主题当做参数传递并修改一下部分内容即可:

  1.修改参数

    public interface Observer {
        /**   
         * Description          
         * @param subject  主题
         */ 
        public void update(Subject subject);
    }
  

  2. 具体观察类

         @Override
         public void update(Subject subject) {
             this.temperature = ((WeatherData)subject).getTemperature();
             this.humidity = ((WeatherData)subject).getHumidity();
             display();
         }
     

  3. 具体主题类

     @Override
     public void notifyObservers() {
         for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
             Observer observer = (Observer) observers.get(i);
             observer.update(this);
         }
     }
     

两种模式的比较：

• 推模型是假定主题对象知道观察者需要的数据；而拉模型是主题对象不知道观察者具体需要什么数据，没有办法的情况下，干脆把自身传递给观察者，让观察者自己去按需要取值。
• 推模型可能会使得观察者对象难以复用，因为观察者的update()方法是按需要定义的参数，可能无法兼顾没有考虑到的使用情况。这就意味着出现新情况的时候，就可能提供新的update()方法，或者是干脆重新实现观察者；而拉模型就不会造成这样的情况，因为拉模型下，update()方法的参数是主题对象本身，这基本上是主题对象能传递的最大数据集合了，基本上可以适应各种情况的需要。

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