觀察者模式

定義

首先看下觀察者模式的定義

觀察者模式定義了物件之間的一對多依賴，這樣一來，當一個物件改變狀態時，它的所有依賴者都會收到通知並自動更新

按我自己的理解翻譯就是：

觀察者模式就是一個主題和多個依賴者的關係，當主題發生變化時，依賴者得到通知發生對應的變化。用氣象站的例子解釋：當氣象站（主題）檢測到天氣情況的改變時，會通知不同的顯示器（依賴者）顯示出天氣的情況。同時，由於顯示器自身的不同，顯現資訊也不一樣，如氣壓顯示器顯示氣壓，溼度顯示器顯示溼度。

程式碼

我們以定義中的氣象站為例。

框架

首先給出一個大概的框架：

主要分為了兩個介面：主題介面

1. 主題類中組合了它的依賴者們，所以介面定義了增加依賴者registerObserver()、刪除依賴者removeObserver()、以及主題發生變化時通知依賴者變化的方法notifyObservers()

2. 依賴者介面定義了專門給主題類呼叫的方法update()，主題類通過呼叫依賴類的該方法來改變依賴類。另外還有一個display()方法來顯示出依賴類的改變

詳細程式碼

接下來我們用具體的程式碼來說明。程式碼中的主題和依賴者，分別繼承和實現了Java.util中Observable和Observer，這是Java中封裝好的觀察者模式類，有興趣的可以看下原始碼。

為了更清晰瞭解觀察者模式，我覆蓋了父類的實現。

主題類：

值得注意的地方是，主題通知依賴類，有兩種方式：推和拉。

推就是把固定的資料傳給依賴類的方法，拉就是把主題傳給依賴類，依賴類自己調主題的方法來獲取資料。

/**
 * 氣象站（觀察者模式中的主題）
 */
public class WeatherData extends Observable{
    /**溫度*/
    private float temperature;
    /**溼度*/
    private float humidity;
    /**氣壓*/
    private float pressure;

    /**該主題的依賴者集合*/
 

    private Vector<Observer> observers = new Vector<>();
    /**主題改變標誌，用於控制 主題的改變觸發依賴類的改變的條件*/
    private Boolean isChange = false;

    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

    /**
     * 增加觀察者
     */
    @Override
    public synchronized void addObserver(Observer observer){
        observers.addElement(observer);
    }

    /**
     * 刪除觀察者
     */
    @Override
    public synchronized void deleteObserver(Observer observer){
        observers.addElement(observer);
    }

    /**
     * 通知觀察者(拉)
     */
    @Override
    public void notifyObservers(){
        notifyObservers(null);
    }

    /**
     * 通知觀察者（推）
     */
    @Override
    public synchronized void notifyObservers(Object arg) {
        Object[] arrLocal;

        synchronized (this) {
            if (!isChange)
                return;
            arrLocal = observers.toArray();
            clearChanged();
        }

        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
    }

    @Override
    public void setChanged() {
        isChange = true;
    }

    /**
     * 每次資料改動後呼叫的方法
     */
    public void measurementsChanged(){
        setChanged();
        //將主題傳給依賴類，依賴類呼叫主題的方法自己"拉取"資料
        notifyObservers();
        //將固定的資料"推"給依賴類，依賴類只能獲取指定的資料
      /*Map<String, Float> args = new HashMap<>();
        args.put("temperature", temperature);
        args.put("humidity", humidity);
        args.put("pressure", pressure);
        notifyObservers(args);*/
    }

    /**
     * 模擬資料改動
     */
    public void setMeasurements(float temp, float humidity, float pressure){
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }

}

依賴類（觀察者類）：

由於他們都要顯示出氣象站的資料，所以定義了一個公共展示介面

public interface Display {
    public void display();
}

第一個依賴類，假設只顯示氣壓和溫度

/**
 * 依賴類，當氣象站資料發生改變時，顯示資料
 */
public class StatisticsDisplay implements Observer,Display{
    /**主題*/
    private Observable observable;
    private float temperature;
    private float pressure;

    public StatisticsDisplay(Observable observable) {
        this.observable = observable;
        observable.addObserver(this);
    }
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        //推的方式獲取資料
        /*if (arg instanceof HashMap) {
            HashMap<String, Float> args = (HashMap<String, Float>) arg;
            this.temperature = args.get("temperature");
            this.pressure = args.get("pressure");

            display();
        }*/

        //拉的方式獲取資料
        if(o instanceof WeatherData){
            WeatherData weatherData = (WeatherData) o;
            this.temperature = weatherData.getTemperature();
            this.pressure = weatherData.getPressure();

            display();
        }
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("TEMP/PRESSURE:"+temperature+" /"+ pressure);
    }

}

第二個依賴類，假設只顯示溫度和溼度：

/**
 * 依賴類，當氣象站資料發生改變時，顯示資料
 */
public class CurrentConditionDisplay implements Observer,Display{
    /**主題*/
    private Observable observable;
    private float temperature;
    private float humidity;

    public CurrentConditionDisplay(Observable observable) {
        this.observable = observable;
        observable.addObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        //推的方式獲取資料
        /*if (arg instanceof HashMap) {
            HashMap<String, Float> args = (HashMap<String, Float>) arg;
            this.temperature = args.get("temperature");
            this.humidity = args.get("humidity");

            display();
        }*/

        //拉的方式獲取資料
        if(o instanceof WeatherData){
            WeatherData weatherData = (WeatherData) o;
            this.temperature = weatherData.getTemperature();
            this.humidity = weatherData.getHumidity();

            display();
        }
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Current condition:"+temperature+" F degree and "+humidity +"% humidity");
    }

}

測試：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionDisplay conditionDisplay = new CurrentConditionDisplay(weatherData);
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);

        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4F);
        weatherData.setMeasurements(76, 79, 40.4F);
        weatherData.setMeasurements(92, 75, 20.4F);
    }
}/**output:
TEMP/PRESSURE:80.0 /30.4
Current condition:80.0 F degree and 65.0% humidity
TEMP/PRESSURE:76.0 /40.4
Current condition:76.0 F degree and 79.0% humidity
TEMP/PRESSURE:92.0 /20.4
Current condition:92.0 F degree and 75.0% humidity
**/