定義

出版社+訂閱者=觀察者模式，其中出版社改成為‘主題’，訂閱者改稱為‘觀察者’。觀察者模式定義了物件之間的一對多依賴關係，當一個物件改變狀態時，他的所有依賴者都會收到通知並且自動更新。這裡和訂閱報紙是一樣的道理，當出版社有了新報紙，那麼所有訂閱了該報紙的人都會收到新的報紙。
在這裡，發生改變的物件（出版社）稱為觀察目標（主題），被通知的物件（訂閱報紙的人）稱為觀察者，一個觀察目標可以對應多個觀察者，而這些觀察者之間沒有相互聯絡，所以可以根據需要增加和刪除觀察者，使得系統更易於擴充套件。

類圖

例項

需求

在氣象觀測站中，有三個佈告板，分別顯示目前狀況，氣象統計和天氣預報。WeatherData類中具有setter和getter方法，可以取得三個測量值，當有新的資料時，WeatherData類中的measurementsChanged()方法就會被呼叫，我們要做的就是，一旦WeatherData類有新資料，我們就要更新佈告板。

類圖設計

程式碼實現

Subject 主題介面

public interface Subject {
    //觀察者註冊
    public void registerObserver(Observer o);
    //移除觀察者
    public void removeObserver(Observer o);
    //當主題狀態該變時，這個方法就會被呼叫，以通知所有的觀察者
    public void notifyObserver();
}

Observer 觀察者介面

public interface Observer {
    //當氣象觀測值改變時，主題就會將這些狀態值當做方法的引數，傳送給觀察者
    //所有的的觀察者都必須實現update方法，以實現觀察者介面
    public void update(float temperature,float humidity,float pressure);
}
 

DisplayElement 佈告板顯示介面

public interface DisplayElement {
    //當佈告板需要顯示的，就會呼叫此方法
    public void display();
}

WeatherData實現主題介面 WeatherData.java

public class WeatherData implements Subject {
    private ArrayList<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    //使用一個集合來記錄觀察值
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<Observer>();
    }
    //註冊成為觀察者
    @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(o);
        }
    }
    //這裡就是將狀態迴圈的通知給每一個觀察者，因為每一個觀察者都實現了update方法，
    @Override
    public void notifyObserver() {
        for(int i=0; i < observers.size();i++){
            Observer observer = observers.get(i);
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    //當氣象站得到更新資料中，就通知觀察者
    public void measurementsChanged(){
        notifyObserver();
    }
    public void setMeasurements(float temperature,float humidity, float pressure){
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();

    }
}
 

CurrentConditionsDisplay 佈告板

/**
 * 顯示目前狀況的佈告板：顯示溫度，溼度和氣壓
 *@author lky
 *@date 2018年1月16日
 */
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer,DisplayElement {

    private float temperature;// 溫度
    private float humidity;// 溼度
    private float pressure; // 氣壓
    private Subject weatherData;
    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("我是目前狀況佈告板，現在溫度是："+temperature+
                "℃"+"溼度是："+humidity+"氣壓是："+pressure);
    }

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        display();
    }

}

天氣預報佈告板

/**
 * 天氣預報佈告板：顯示當前的天氣狀況
 *@author lky
 *@date 2018年1月16日
 */
public class ForecastDisplay implements Observer,DisplayElement{
    private float currentPressure = 29.92f;  //當前的氣壓
    private float lastPressure; // 最後的氣壓
    private WeatherData weatherData;

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

    public void update(float temperature,float humidity,float pressure) {
        lastPressure = currentPressure;// 將當前的氣壓賦給最後的氣壓
        currentPressure = pressure;// 將更新的氣壓賦給當前氣壓
        display();
    }

    public void display() {

        if (currentPressure > lastPressure) {
            System.out.println("我是天氣預報佈告板，現在是：氣壓升高，天氣轉好！");
        } else if (currentPressure == lastPressure) {
            System.out.println("我是天氣預報佈告板，現在是：氣壓不變，天氣維持！");
        } else if (currentPressure < lastPressure) {
            System.out.println("我是天氣預報佈告板，現在是：氣壓降低，天氣變壞！");
        }
    }

}

天氣統計佈告板

/**
 * 天氣統計佈告板：顯示最高溫度，最低溫度和平均溫度
 *@author lky
 *@date 2018年1月16日
 */
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 temperature, float humidity, float pressure) {
        tempSum += temperature;
        numReadings++;

        if (temperature > maxTemp) {
            maxTemp = temperature;
        }

        if (temperature < minTemp) {
            minTemp = temperature;
        }

        display();
    }

    public void display() {
        System.out.println("我是天氣統計佈告板，平均溫度是： " + (tempSum / numReadings)
            + "，最高溫度是：" + maxTemp + "，最低溫度是：" + minTemp);
    }

}

酷熱指數佈告板

/**
 * 酷熱指數佈告板，根據溫度和溼度採用特定的公式映象計算的。
 *@author lky
 *@date 2018年1月16日
 */
public class HeatIndexDisplay implements Observer,DisplayElement {
    float heatIndex = 0.0f;
    private WeatherData weatherData;

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

    public void update(float temperature,float humidity,float pressure) {
        heatIndex = computeHeatIndex(temperature, humidity);
        display();
    }
    //在佈告板中自定義方法。
    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;
    }

    public void display() {
        System.out.println("我是酷熱指數佈告板，現在的酷熱指數為： " + heatIndex);
    }
}

測試

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay conditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        StatisticsDisplay observer2 = new StatisticsDisplay(weatherData);
        ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
        HeatIndexDisplay heatIndexDisplay = new HeatIndexDisplay(weatherData);
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        System.out.println("===================================");
        weatherData.setMeasurements(70, 55, 20.4f);
        System.out.println("===================================");
        weatherData.setMeasurements(90, 75, 40.4f);

    }
}

結果

我是目前狀況佈告板，現在溫度是：80.0℃溼度是：65.0氣壓是：30.4
我是天氣統計佈告板，平均溫度是： 80.0，最高溫度是：80.0，最低溫度是：80.0
我是天氣預報佈告板，現在是：氣壓升高，天氣轉好！
我是酷熱指數佈告板，現在的酷熱指數為： 82.95535
===================================
我是目前狀況佈告板，現在溫度是：70.0℃溼度是：55.0氣壓是：20.4
我是天氣統計佈告板，平均溫度是： 75.0，最高溫度是：80.0，最低溫度是：70.0
我是天氣預報佈告板，現在是：氣壓降低，天氣變壞！
我是酷熱指數佈告板，現在的酷熱指數為： 75.9113
===================================
我是目前狀況佈告板，現在溫度是：90.0℃溼度是：75.0氣壓是：40.4
我是天氣統計佈告板，平均溫度是： 80.0，最高溫度是：90.0，最低溫度是：70.0
我是天氣預報佈告板，現在是：氣壓升高，天氣轉好！
我是酷熱指數佈告板，現在的酷熱指數為： 108.19608

執行流程分析

1. 例項化一個主題物件（WeatherData）
2. 例項化一個現實目前狀況的佈告板，並傳入主題物件。
   
   • 在目前狀況的佈告板的建構函式中，將當前佈告板註冊為傳入的主題的觀察者
   • 同理，將天氣統計佈告板，天氣預報佈告板，酷熱指數佈告板都註冊為WeatherData的觀察者
3. 呼叫主題物件的setMeasurements方法，模擬主題物件的值發生改變。
4. 第一次傳入不同的溫度，溼度和氣壓。主題物件呼叫measurementsChanged()方法。
5. measurementsChanged()方法中呼叫notifyObserver()方法。
6. notifyObserver()方法中迴圈呼叫observer的update()方法，呼叫的是介面方法，具體執行的是每一個例項型別的update()方法，
7. 每一個佈告板例項的update()方法，是具體的資料準備，然後呼叫display()方法，顯示佈告板資訊。

整體分析圖

總結

1. 觀察者模式定義了物件之間的一對多關係，多個觀察者監聽同一個主題（被觀察者），當主題的狀態發生改變時，會通知所有的觀察者。
2. 觀察者模式中具體主題是主題的子類，通常包含經常發生改變的資料，當他的狀態發生改變時，會通知所有他的觀察者物件，主題用一個共同的介面來更新觀察者。
3. 觀察者實現的是同一個介面，也就是主題發生改變時通知的介面，不同的觀察者具體的實現方法不一樣。
4. 觀察者與被觀察者之間用鬆耦合的方式結合。