“设计模式初识02----观察者模式

观察者模式定义了一系列对象之间的一对多关系。当一个对象改变状态，其它依赖者都会收到通知。
本文例子及思路来源于《Head First 设计模式》

场景

  我们接到一个来自气象局的需求：气象局需要我们构建一套系统，这系统有两个公告牌，分别用于显示当前的实时天气和未来几天的天气预报。当气象局发布新的天气数据（WeatherData）后，两个公告牌上显示的天气数据必须实时更新。气象局同时要求我们保证程序拥有足够的可扩展性，因为后期随时可能要新增新的公告牌。

概况

  这套系统主要包括三个部分：气象站（获取天气数据的物理设备）、WeatherData(接收气象站数据，并当数据有更新时提示公告牌进行更新)、公告牌（用于展示天气数据）。

WeatherData知道如何跟气象站联系，以获得天气数据。当天气数据有更新时，WeatherData会更新两个公告牌用于展示新的天气数据。

错误示范

在未接触观察者模式前，我写的代码可能如下所示：

public class WeatherData {
    //实例变量声明
    ...
    
    public void measurementsChanged(){
        String weather = getWeather();
        Double degree = getDegree();
        
        currentConditionsDisplay.update(weather, degree);
        forecastDisplay.update(weather, drgee);
    }
}

这个代码是典型的针对具体实现编程，这回导致我们再添加或删除公告牌时必须修改程序。接下来我们来看看观察者模式如何实现这一功能。

观察者模式介绍

  观察者模式面向的需求是：A对象（观察者）对B对象（被观察者）的某种变化高度敏感，需要在B变化的时候做出反应。例如报社与客户，客户向报社订阅了报纸。只要有新报纸出版，报社就会给你送来新报纸。而当客户取消订阅后，此项服务变会终止。当客户再次订阅后，则又会有新的报纸推送。
  观察者模式通常基于Subject和Observer接口来设计，下面是类图：

  Subject是主题接口，registerObverser使其他对象注册为此主题的观察者（订阅），removeObverser把某对象从观察者中剔除（取消订阅）。ConcerteSubject一个具体主题总是实现主题接口，除了订阅和取消订阅方法外，具体主题还实现了notifyObserver()方法,此方法用于在状态改变时更新所有观察者。
  所有观察者必须实现观察者接口Observer，这个接口只有一个update方法，当主题改变时它被调用。ConcerteObserver可以是实现此接口的任意类，观察者必须订阅具体主题，以便接收更新。

观察者模式的应用

  结合上面的类图，我们可以将观察者模式应用到WeatherData项目中来。设计类图如下：

代码实现如下：

主题接口：

/**
* 主题接口
*/
public interface Subject {

    /**
    * 新订阅者订阅主题
    * @param observer 某一订阅者
    */
    void registerObserver(Observer observer);
    
    /**
    * 某一订阅者取消订阅本主题
    * @param observer
    */
    void removeObserver(Observer observer);
    
    /**
    * 主题发生改变时用于提醒所有订阅者
    */
    void notifyObservers();

}

具体WeatherData主题

public class WeatherData implements Subject {

    private List<Observer> observers;//主题的订阅者
    private String weather;
    private Double drgee;
    
    public WeatherData() {
        this.observers = new ArrayList<>();
    }
    
    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        if (observer != null){
            observers.add(observer);
        }
    }
    
    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        Iterator<Observer> observerIterator = observers.iterator();
        while (observerIterator.hasNext()){
            Observer o = observerIterator.next();
            if (o.equals(observer)){
                observerIterator.remove();
            }
        }
    }
    
    /**
     * 提醒订阅者们新的消息
     */
    @Override
    public void notifyObservers() {
        Iterator<Observer> observerIterator = observers.iterator();
        while (observerIterator.hasNext()){
            Observer observer = observerIterator.next();
            observer.update(weather, drgee);
        }
    }
    
    /**
     * 气象状态有更新时调用此方法通知订阅者
     */
    public void measurementsChanges(String weather, Double degree){
        this.weather = weather;
        this.drgee = degree;
        notifyObservers();
    }
}

观察者接口

public interface Observer {

/**
 * 观察者更新数据
 * @param weather 天气
 * @param degree 温度
 */
void update( String weather, Double degree);

}

具体观察者

public class DegreeDisplayElement implements Observer, DisplayElement {

    private Double degree;
    private Subject subject;
    
    public DegreeDisplayElement(Subject subject) {
        this.subject = subject;
        subject.registerObserver(this);
    }
    
    @Override
    public void diplay() {
        System.out.println("温度公告牌显示当前温度为：" + this.degree);
    }
    
    @Override
    public void update(LocalDate localDate, String weather, Double degree) {
        System.out.println("温度公告牌更新");
        this.degree = degree;
        diplay();
    }

}