Java設計模式：觀察者模式（Observer Pattern）
阿新 • • 發佈：2019-01-02
觀察者模式：類似於報紙和雜誌的訂閱
出版者+訂閱者=觀察者模式
1.報紙的業務就是出版報紙。
2.向某家報社訂閱報紙，只要他們有新報紙出版，就會給你送來。只要你是他們的訂閱使用者，你就會一直收到新報紙。
3.當你不想再看報紙時，取消訂閱，他們就不會再送新報紙來。
4.只要報社還在運營，就會一直有人或單位向他們報紙或取消報紙。
這裡：你要把出版者改成“主題（Subject）”，訂閱者改成“觀察者（Observer）”。
觀察者模式定義
觀察者模式：定義了物件之間的一對多依賴，這樣一來，當一個物件改變時，它的所有依賴者都會收到通知並自動更新。
常用模式方法
實現觀察者模式的方法不只一種，但以包含Subject和Observer介面的類設計的做法最為常見。
類圖
設計原則：鬆耦合
鬆耦合的設計之所以能讓我們建立有彈性的OO系統，能夠應對變化，是因為物件之間的互相依賴降到了最低。
具體樣例：氣象設計站
UML類圖
功能任務：
在獲取氣象站提供的溫度、溼度、氣壓資料後
實現更新三個板塊資料：
1-當前顯示狀態（溫度、溼度）
2-氣象統計（平均、最高、最低溫度）
3-天氣預報（根據前後溼度對比）
程式碼實現
Observer.java
/***
* 觀察者介面
* @author LiuJing
*
*/
public interface Observer {
/***
* 用以更新資料
* @param Subject.java
/***
* 主題介面 Subject.java
* @author LiuJing
*
*/
public interface Subject {
/***
* 用以註冊觀察者
* @param o 具體的觀察者
*/
public void DisplayElement.java
/***
* DisplayElement.java
* 用以強行要求寫顯示方法
* @author LiuJing
*
*/
public interface DisplayElement {
/***
* 外觀顯示方法
*/
public void display();
}WeatherData.java 具體的主題
import java.util.ArrayList;
// 具體的主題
public class WeatherData implements Subject {
// 用以維護所有註冊的觀察者
private ArrayList<Observer> observers;
private float temperature; //溫度
private float humidity; //溼度
private float pressure; //氣壓
// 構造時，new出列表物件
public WeatherData(){
observers = new ArrayList<Observer>();
}
// 註冊
public void registerObserver(Observer o) {
// TODO Auto-generated method stub
observers.add(o);
}
// 移除
public void removeObserver(Observer o) {
// TODO Auto-generated method stub
int i = observers.indexOf(o);
if (i >= 0){
observers.remove(i);
}
}
// 通知所有
public void notifyObservers() {
// TODO Auto-generated method stub
for (int i = 0; i < observers.size(); ++i){
Observer observer = (Observer)observers.get(i);
observer.update(temperature, humidity, pressure);
}
}
// 當資料改變時通知，掌握主動
public void measurementsChanged(){
notifyObservers();
}
// 設定資料
public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure){
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
this.pressure = pressure;
measurementsChanged();
}
// WeatherData類的其它方法
}CurrentConditionsDisplay.java 顯示1 佈告板，顯示溫度、溼度
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
private float temperature; //溫度
private float humidity; //溼度
private Subject weatherData; //主題
// 當前佈告板 構造之時 訂閱 了 主題
public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData){
this.weatherData = weatherData;
this.weatherData.registerObserver(this);
}
// 顯示
public void display() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("1,當前佈告板: 溫度"+ temperature +"度,溼度"+humidity+"%");
}
// 更新
public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
// TODO Auto-generated method stub
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
display();
}
}StatisticsDisplay.java 顯示2 氣象統計，用以顯示最高、最低、平均氣溫
public class StatisticsDisplay implements Observer, DisplayElement {
private float maxTemp = 0.0f; // 最高溫度
private float minTemp = 0.0f; // 最低溫度
private float tempSum = 0.0f; // 溫度更新和
private int numReadings; // 溫度更新次數
Subject weatherData; // 主題
// 同 顯示1
public StatisticsDisplay(Subject weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
this.weatherData.registerObserver(this);
}
// 顯示
public void display() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("2,平均溫度：" + (tempSum / numReadings) + ",最大溫度："
+ maxTemp + ",最小溫度：" + minTemp);
}
// 更新
public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
// TODO Auto-generated method stub
// 統計溫度和次數 用以算出平均溫度
float temp = temperature;
tempSum += temp;
numReadings++;
// 設定最高溫度
if (temp > maxTemp) {
maxTemp = temp;
}
// 設定最低溫度
if (temp < minTemp) {
minTemp = temp;
}
display();
}
}ForecastDisplay.java 顯示3 天氣預報
public class ForecastDisplay implements Observer, DisplayElement {
private float currentPressure = 28.82f; // 當前氣壓
private float lastPressure; // 上一次的氣壓
private Subject weatherData; // 主題
// 同顯示1
public ForecastDisplay(Subject weatherData) {
this.weatherData = weatherData;
this.weatherData.registerObserver(this);
}
// 顯示
public void display() {
// TODO Auto-generated method stub
if (currentPressure > lastPressure) {
System.out.println("3,天氣預報：溫度正在持續上升！");
} else {
System.out.println("3,天氣預報：注意氣溫下降了，可能有雨！");
}
}
// 更新
public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
// TODO Auto-generated method stub
lastPressure = currentPressure;
currentPressure = pressure;
display();
}
}Test.java 測試類
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 1,新建一個天氣主題
WeatherData weatherData = new WeatherData();
// 2,新建顯示1-當前狀態，顯示2-氣象統計，顯示3-天氣預報
CurrentConditionsDisplay currentDisplay =
new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
StatisticsDisplay statisticsDisplay =
new StatisticsDisplay(weatherData);
ForecastDisplay forecastDisplay =
new ForecastDisplay(weatherData);
// 3,主題更新了相關資料
weatherData.setMeasurements(20, 65, 30.4f);
weatherData.setMeasurements(30, 70, 29.2f);
weatherData.setMeasurements(25, 90, 29.2f);
}
}輸出結果
1,當前佈告板: 溫度20.0度,溼度65.0%
2,平均溫度：20.0,最大溫度：20.0,最小溫度：0.0
3,天氣預報：溫度正在持續上升！
1,當前佈告板: 溫度30.0度,溼度70.0%
2,平均溫度：25.0,最大溫度：30.0,最小溫度：0.0
3,天氣預報：注意氣溫下降了，可能有雨！
1,當前佈告板: 溫度25.0度,溼度90.0%
2,平均溫度：25.0,最大溫度：30.0,最小溫度：0.0
3,天氣預報：注意氣溫下降了，可能有雨！注意：上面的資料顯示有問題（如最小溫度0.0）因為其第一次初始值沒被賦值為真正的資料造成的。