【Java】我所知道设计模式之观察者模式

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：技术分享

/**
*显示当前天气情况（可以理解成是气象站自己的网站）
*@author Administrator
*
*/
class CurrentConditions {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
//显示
public void display() {
System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
}
}

/**
* 类是核心
* 1. 包含最新的天气情况信息
* 2. 含有 CurrentConditions 对象
* 3.  当数据有更新时，就主动的调用    CurrentConditions 对象 update 方法(含 display),  这样他们（接入方）就看到最新的信息
*
* @author Administrator
*/
class WeatherData {
private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
//加入新的第三方
private CurrentConditions currentConditions;
public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) {
this.currentConditions = currentConditions;
}
public float getTemperature() {return temperatrue;}
public float getPressure() { return pressure;}
public float getHumidity() {return humidity;}
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
dataChange();
}
}

public static void main(String[] args) {
//创建接入方 currentConditions
CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
//创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData 中
WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);
//天气情况变化
System.out.println("============天气情况变化=============");
weatherData.setData(40, 160, 20);
}
运行结果如下：
============天气情况变化=============
***Today mTemperature: 40.0***
***Today mPressure: 160.0***
***Today mHumidity: 20.0***

//接口, 让 WeatherData 来实现
interface Subject {
//将观察者加入进来
public void registerObserver(Observer o);
//将观察者移出出去
public void removeObserver(Observer o);
//通知观察者信息
public void notifyObservers();
}

//观察者接口，有观察者来实现
interface Observer {
public void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}

class BaiduSite implements Observer {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
//  更新  天气情况，是由  WeatherData  来调用，我使用推送模式
@Override
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
// 显 示
public void display() {
System.out.println("===百度网站====");
System.out.println("***百度网站 气温 : " + temperature + "***");
System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***");
System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
}
}

/**
*类是核心
*1. 包含最新的天气情况信息
*2. 含有 观察者集合，使用 ArrayList 管理
*3.  当数据有更新时，就主动的调用    ArrayList, 通知所有的（接入方）就看到最新的信息
*@author Administrator
*
*/
class WeatherData implements Subject {
private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
//观察者集合
private ArrayList<Observer> observers;
//加入新的第三方
public WeatherData() {
observers = new ArrayList<Observer>();
}
public float getTemperature() { return temperatrue;}
public float getPressure() {return pressure;}
public float getHumidity() { return humidity; }
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
notifyObservers();
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
dataChange();
}
//注册一个观察者
@Override
public void registerObserver(Observer o) {
observers.add(o);
}
//移除一个观察者
@Override
public void removeObserver(Observer o) {
if (observers.contains(o)) {
observers.remove(o);
}
}
//遍历所有的观察者，并通知
@Override
public void notifyObservers() {
for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
observers.get(i).update(this.temperatrue, this.pressure, this.humidity);
}
}
}

public static void main(String[] args) {
//创建一个 WeatherData
WeatherData weatherData = new WeatherData();
//创建百度观察者
BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();
// 注 册 到 weatherData
weatherData.registerObserver(baiduSite);
// 测 试
System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
}
运行结果如下：
通知各个注册的观察者, 看看信息
===百度网站====
***百度网站 气温 : 10.0***
***百度网站 气压: 100.0***
***百度网站 湿度: 30.3***

接下里介绍的是Java 的设计模式之一：观察者模式

我们还是以一个问题进行展开，引入观察者模式

现在有一个天气预报项目，它的具体要求如下

1.气象站可以将每天测量到的温度，湿度，气压等等以公告的形式发布出去(比如发布到自己的网站或第三方)

2.需要设计开放型 API，便于其他第三方也能接入气象站获取数据

3.提供温度、气压和湿度的接口

4.测量数据更新时，要能实时的通知给第三方

那么你会怎么制作这个项目呢？

一、普通方案解决问题

我们设计类提供天气（温度、湿度、气压等）的相关数据：WeatherData

• 通过getXxx方法，可以让第三方接入，并得到相关信息
• 当数据有更新时，气象站通过调用dataChange()去更新数据
• 当第三方再次获取时，就能得到最新数据，当然也可以推送。

推送时，在dataChange方法里维护公告板、新浪等网站进行更新数据

接下来我们使用普通方法是怎么解决问题的，同时看看会有什么问题

我们先创建气象台公告板的示意代码

/**
*显示当前天气情况（可以理解成是气象站自己的网站）
*@author Administrator
*
*/
class CurrentConditions {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
//显示
public void display() {
System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
}
}

接下里我们创建包含天气情况信息的WeatherData

/**
* 类是核心
* 1. 包含最新的天气情况信息
* 2. 含有 CurrentConditions 对象
* 3.  当数据有更新时，就主动的调用    CurrentConditions 对象 update 方法(含 display),  这样他们（接入方）就看到最新的信息
*
* @author Administrator
*/
class WeatherData {
private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
//加入新的第三方
private CurrentConditions currentConditions;
public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) {
this.currentConditions = currentConditions;
}
public float getTemperature() {return temperatrue;}
public float getPressure() { return pressure;}
public float getHumidity() {return humidity;}
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
dataChange();
}
}

将气象台传入给天气情况，当有数据更新时则调用相应的方法也更新气象台

public static void main(String[] args) {
//创建接入方 currentConditions
CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
//创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData 中
WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);
//天气情况变化
System.out.println("============天气情况变化=============");
weatherData.setData(40, 160, 20);
}
运行结果如下：
============天气情况变化=============
***Today mTemperature: 40.0***
***Today mPressure: 160.0***
***Today mHumidity: 20.0***

普通方法的问题分析

其他第三方接入气象站获取数据的问题

无法在运行时动态的添加第三方 (新浪网站)

违反 ocp 原则，在 WeatherData 中，当增加一个第三方，都需要创建一个对应的第三方的公告板对象，并加入到 dataChange, 不利于维护，也不是动态加入

二、什么是观察者模式

观察者模式其实像是订牛奶的业务，一个品牌牛奶对应多个客户

• 奶站/气象局：Subject
• 用户/第三方网站：Observer

• registerObserver 注 册
• removeObserver 移 除
• notifyObservers() 通知所有的注册的用户，根据不同需求，可以是更新数据，让用户来取，也可能是实施推送， 看具体需求定

观察者模式：对象之间多对一依赖的一种设计方案，被依赖的对象为Subject，依赖的对象为 Observer，Subject通知 Observer 变化,比如这里的奶站是 Subject，是 1 的一方。用户时 Observer，是多的一方

三、使用观察者模式解决问题

根据思路，创建被依赖的Subject接口提供观察者加入、移出、通知方法

//接口, 让 WeatherData 来实现
interface Subject {
//将观察者加入进来
public void registerObserver(Observer o);
//将观察者移出出去
public void removeObserver(Observer o);
//通知观察者信息
public void notifyObservers();
}

根据思路，创建观察者方法，进行实施更新

//观察者接口，有观察者来实现
interface Observer {
public void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}

再创建具体的观察者，实现观察者接口

class BaiduSite implements Observer {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
//  更新  天气情况，是由  WeatherData  来调用，我使用推送模式
@Override
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
// 显 示
public void display() {
System.out.println("===百度网站====");
System.out.println("***百度网站 气温 : " + temperature + "***");
System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***");
System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
}
}

接下来创建具体的实现类，完成观察者的加入、移出、通知等方法

/**
*类是核心
*1. 包含最新的天气情况信息
*2. 含有 观察者集合，使用 ArrayList 管理
*3.  当数据有更新时，就主动的调用    ArrayList, 通知所有的（接入方）就看到最新的信息
*@author Administrator
*
*/
class WeatherData implements Subject {
private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
//观察者集合
private ArrayList<Observer> observers;
//加入新的第三方
public WeatherData() {
observers = new ArrayList<Observer>();
}
public float getTemperature() { return temperatrue;}
public float getPressure() {return pressure;}
public float getHumidity() { return humidity; }
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
notifyObservers();
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
dataChange();
}
//注册一个观察者
@Override
public void registerObserver(Observer o) {
observers.add(o);
}
//移除一个观察者
@Override
public void removeObserver(Observer o) {
if (observers.contains(o)) {
observers.remove(o);
}
}
//遍历所有的观察者，并通知
@Override
public void notifyObservers() {
for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
observers.get(i).update(this.temperatrue, this.pressure, this.humidity);
}
}
}

接下里使用demo 体会观察者模式下的气象台与天气情况

public static void main(String[] args) {
//创建一个 WeatherData
WeatherData weatherData = new WeatherData();
//创建百度观察者
BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();
// 注 册 到 weatherData
weatherData.registerObserver(baiduSite);
// 测 试
System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
}
运行结果如下：
通知各个注册的观察者, 看看信息
===百度网站====
***百度网站 气温 : 10.0***
***百度网站 气压: 100.0***
***百度网站 湿度: 30.3***

观察者模式设计后，会以集合的方式来管理用户(Observer)，包括注册，移除和通知。

这样，我们增加观察者(这里可以理解成一个新的公告板)，就不需要去修改核心类 WeatherData 不会修改代码， 遵守了 ocp 原则

参考资料

尚硅谷：设计模式（韩顺平老师）：观察者模式

Refactoring.Guru：《深入设计模式》

以上是 【Java】我所知道设计模式之观察者模式 的全部内容， 来源链接： utcz.com/a/111536.html