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设计模式——观察者模式：气象监测应用

news 来源：原创 2024/4/28 3:56:33

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观察者模式

定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。（来自Head First设计模式）
定义了对象间的一种一对多的依赖关系，以便一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新（来自百度百科）

观察者模式类图

输入图片说明

观察者模式组成

抽象对象角色： 把所有观察者对象的引用保存在一个集合中，每个抽象主题角色都可以有任意个观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类和接口来实现。（图中Subject）

抽象观察者角色： 为所有具体的观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。（图中Observer）

具体主题角色： 在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色通常用一个子类实现。（图中ConcreteSubject）

具体观察者角色： 该角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态想协调。通常用一个子类实现。如果需要，具体观察者角色可以保存一个指向具体主题角色的引用。（图中ConcreteObserver）

观察者模式使用场景

###1. 场景需求建立一个天气实时更新的应用，有三种布告板，分别显示目前的状况、天气统计及简单的预报。当天气数据发生变化时，三种布告板必须实时更新。

###2. 应用概况天气应用概况图由图可知此系统中的三个部分是气象站（获取实际天气数据的物理装置）、WeatherDate对象（追踪来自气象站的数据，并更新布告板）和布告板（显示目前天气状况给用户看）。WeatherDate都喜爱那个知道如何跟物理气象站联系，以取得更新的数据。WeatherDate对象会随即更新三个布告板的显示：目前状况（温度、湿度、气压）、天气统计和天气预报。

###3. 场景类图天气应用类图

###4. 观察者实现的两种方式 ####(1). 主题主动推送数据当数据更新后，主题会将所有更新数据都推送给观察者，而观察者只能被动接受主题的推送信息。 ####(2). 观察者主动拉取数据当数据更新后，主题会通知观察者数据更新了，并暴露相关数据的getter方法，观察者们可以根据自己的需要去拉取自己需要的数据。

###5. 两种方式的代码实现 ####方法一：主题主动推送数据

抽象主题Subject：

public interface Subject {

	public void registerObserver(Observer o);

	public void removeObserver(Observer o);

	public void notifyObservers();
}

具体主题WeatherDate：

public class WeatherDate implements Subject {
	
	private ArrayList observers;
	//温度
	private float temperature;
	//湿度
	private float humidity;
	//气压
	private float pressure;
	
	public WeatherDate(){
		observers = new ArrayList();
	}

	//订阅
	public void registerObserver(Observer o) {
		observers.add(o);
	}

	//取消订阅
	public void removeObserver(Observer o) {
		int i = observers.indexOf(o);
		if(i >= 0){
			observers.remove(i);
		}
	}

	//通知观察者
	public void notifyObservers() {
		for(int i = 0; i < observers.size(); i++){
			Observer observer = (Observer) observers.get(i);
			observer.update(temperature, humidity, pressure);;
		}
	}

	public void measurementsChanged(){
		notifyObservers();
	}
	
	//数据改变后，通知观察者
	public void setMeasurements(float temprature, float humidity, float pressure){
		this.temperature = temprature;
		this.humidity = humidity;
		this.pressure = pressure;
		measurementsChanged();
	}
	
}

抽象观察者Observer：
public interface Observer {

	public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}

具体观察者CurrentConditionsDisplay：
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {

	private float temperature;
	private float humidity;
	private Subject weatherDate;

	public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherDate) {
		this.weatherDate = weatherDate;
		weatherDate.registerObserver(this);
		
	}
	
	public void display() {
		System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
	}

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

}

测试方法：
public class WeatherStation {

	public static void main(String[] args) {
		WeatherDate weatherDate = new WeatherDate();
		//订阅天气信息
		CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherDate);
		
		weatherDate.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
		
		weatherDate.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
		//取消订阅天气信息
		weatherDate.removeObserver(currentDisplay);
		weatherDate.setMeasurements(78, 90, 29.2f); //因为取消订阅了，所以这一行没有输出
	}
}

输出结果：
Current conditions: 80.0F degrees and 65.0% humidity
Current conditions: 82.0F degrees and 70.0% humidity

####方法二：观察者主动拉取数据这里是采用JDK提供的抽象主题和抽象观察者的接口来实现的。抽象主题：java.util.Observable 抽象观察者：java.util.Observer

具体主题WeatherData1
public class WeatherData extends Observable {
	// 温度
	private String temperature;
	// 湿度
	private String humidity;
	// 气压
	private String pressure;

	// 数据更新方法
	public void setNewData(String temperature, String humidity, String pressure) {
		this.temperature = temperature;
		this.humidity = humidity;
		this.pressure = pressure;
		setChanged();
		notifyObservers("数据更新了，快来获取吧");
	}

	public String getTemperature() {
		return temperature;
	}

	public String getHumidity() {
		return humidity;
	}

	public String getPressure() {
		return pressure;
	}
}

具体观察者：Obersever1
public class Observer1 implements Observer {

	private Observable observable;
	// 温度
	private String temperature;
	// 湿度
	private String humidity;
	// 气压
	private String pressure;

	public Observer1(Observable observable) {
		super();
		this.observable = observable;
		System.out.println("------观察者订阅了-------");
		observable.addObserver(this);
	}

	public void cancelRegister() {
		System.out.println("------观察者取消订阅了-------");
		observable.deleteObserver(this);
	}

	// 数据更新通知
	public void update(Observable o, Object arg) {
		System.out.println("气象台说：" + arg + "");
		System.out.println("观察者1：嗯，这就去");
		if (o instanceof WeatherData) {
			WeatherData data = (WeatherData) o;
			this.humidity = data.getHumidity();
			this.pressure = data.getPressure();
			this.temperature = data.getTemperature();
		}
		display();
		System.out.println("数据提取完毕，并已展示");
	}

	// 数据打印
	private void display() {
		System.out.println("观察者1----数据更新了（" + new Date() + "）-温度：" + temperature + "-湿度：" + humidity + "-气压：" + pressure);
	}

}

测试方法：
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		WeatherData weatherData = new WeatherData();

		// 观察者1订阅天气日报
		Observer1 observer1 = new Observer1(weatherData);
		Observer1 observer2 = new Observer1(weatherData);
		weatherData.setNewData("10", "79", "18");
	}
}

测试结果：

------观察者订阅了-------
------观察者订阅了-------
气象台说：数据更新了，快来获取吧
观察者1：嗯，这就去
观察者1----数据更新了（Sun Nov 27 21:06:04 CST 2016）-温度：10-湿度：79-气压：18
数据提取完毕，并已展示
气象台说：数据更新了，快来获取吧
观察者1：嗯，这就去
观察者1----数据更新了（Sun Nov 27 21:06:04 CST 2016）-温度：10-湿度：79-气压：18
数据提取完毕，并已展示

###6. 两种实现方式对比 （1）、推送数据和拉取数据的对比： 推送数据的实现方式主题把**所有的数据**都推送给观察者们，所以这边需要事先在update方法中指定所有的参数，一旦参数发生变化，不仅仅需要改变主题的方法，还需要改变观察者接口方法。

（2）、自己实现和JDK接口的对比（也就是实现接口和继承父类的对比）： 由于java只支持单继承，而Obervable是一个类。

###7. 结论（1）、尽量自己去实现自己的抽象主题，而不采用JDK’提供的实现方式，因为继承的形式有一定的弊端。

（2）、在数据获取方面，尽量采用观察者拉取的形式，这样有利于后期进行扩展。

转载于:https://my.oschina.net/799835984/blog/795066