HeadFirst设计模式（二） - 观察者模式

时间  2019-11-11
标签 headfirst 设计 模式 观察者 繁體版
原文   原文链接

有趣的事情发生时，可千万别错过了！java

    观察者模式是JDK中使用最多的模式之一，很是有用。咱们也会一并介绍一对多关系，以及松耦合。有个观察者，你将会消息灵通。编程

工做合约设计模式

    某软件公司接到一个工做合约，内容以下：函数

    恭喜贵公司获选为敝公司（Weather-O-Rama气象站）创建下一代Internate气象站！测试

    该气象站必须创建在咱们专利申请中的WeatherData对象上，由WeatherData负责监测目前的天气状况（温度、湿度和睦压等）。咱们但愿贵公司创建一个应用，有三种布告板，分别显示目前的状况，气象统计及简单的预报。当WeatherData对象得到最新的监测数据时，三种布告板实时更新。this

    并且，这是一个能够拓展的气象站，Weather-O-Rama气象站但愿发布一组API，好让其余开发人员能够写出本身的气象布告板，并插入次应用中。咱们但愿贵公司提供这样的API。spa

气象监测站应用的概况.net

    此系统中的三个部分是气象站（获取实际气象数据的物理装置）、WeatherData对象（最终来自气象站的数据）和布告板（显示目前天气情况给用户看）。如图：设计


    WeatherData对象知道如何跟物理气象站联系，以得到监控的实施气象数据。WeatherData对象会随即更新三个布告板的显示：目前情况（温度、湿度、气压）、气象统计和天气预报。code

    咱们的工做就是创建一个应用，利用WeatherData对象得到数据，并更新三个布告板。    

    瞧一瞧客户给提供的WeatherData类吧。

    咱们的工做是实现measurementsChanged()方法，好让它更新目前的情况、气象统计和天气预报的显示布告板。

咱们目前知道什么？

    Weather-O-Rama气象站的要求说明并非很清楚，咱们必须搞懂该作些什么，那么，咱们目前知道些什么呢？

  • WeatherData类具备getter方法，能够取得三个测量值：温度、湿度与气压。

  • 当新的测量数据准备好时，measurementsChanged()方法就会被调用（咱们不在意次方法是如何被调用的，咱们只在意它被调用了，也许被某个其余的程序调用的，好比硬件采集器，这是Weather-O-Rama气象站提供的WeatherData类已经实现的功能）。

  • 咱们须要实现三个使用天气数据的布告板，一旦WeatherData有新的测量数据就立刻更新。

  • 次系统必须可拓展，让其余开发人员自定义布告板。

先看一个错误的示范

    若是不进行思考，直接进入开发阶段，只为了完成工做而工做，那么这是第一个可能的实现。咱们依照Weather-O-Rama气象站开发人员的暗示，在客户提供的类的measurementsChanged()方法中添加咱们的代码：

package cn.net.bysoft.observer;

/**
 * 这是一个没有通过任何思考而写的代码。
 * */
public class WeatherData {

    // 该方法在硬件有最新监测数据时被调用。
    public void measurementsChanged() {
        //    该类中的代码又咱们公司实现。
        
        // 调用三个getter方法得到最新的监测数据。
        float temp = getTemperature();
        float humidity = getHumidity();
        float pressure = getPressure();

        // 更新三个咱们公司本身开发的布告板类。
        currentConditionsDispaly.update(temp, humidity, pressure);
        statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
        forecastDispaly.update(temp, humidity, pressure);
    }

    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

    // 这三个setter方法可能会在硬件监测到最新的气象数据时被赋值。
    // 而后硬件会调用measurementsChanged()方法。
    public void setTemperature(float temperature) {
        this.temperature = temperature;
    }

    public void setHumidity(float humidity) {
        this.humidity = humidity;
    }

    public void setPressure(float pressure) {
        this.pressure = pressure;
    }

    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
}

    在咱们的第一个实现中，存在一下的缺点：

  • 咱们是针对具体实现编程，而非针对接口；

  • 对于每一个新的布告版，咱们都得修改代码；

  • 咱们没法在运行时动态地添加或删除布告板；

  • 咱们还没有封装改变的部分；

咱们的实现有什么不对？

    针对具体实现编程，会致使咱们之后在添加或删除布告板时必须修改程序。并且，布告板的update()方法看起来是一个统一的接口，布告板的方法名称都是update()，参数都是温度、湿度和睦压。

    如今就来看看观察者模式，而后再回来看看如何将此模式应用到气象观测站。

    观察者就好像订阅报纸或者杂志。

  1. 报社的业务就是出版报纸。

  2. 向某家报社订阅报纸，只要他们有新报纸出版，就会给你送来。只要你是他们的订户，你就会一直收到新报纸。

  3. 当你不想再看报纸的时候，取消订阅，他们就不会再送新报纸来。

  4. 只要报社还在运营，就会一直有人向他们订阅报纸或取消订阅。

    订阅者+出版者=观察者模式，只是名称不太同样。

    出版者改成主题(Subject)，订阅者改成观察者(Observer)，一个主题对应多个观察者，是一个一对多的关系。来看一下观察者的类图：

    这里有一个设计原则：

设计原则：

为了交互对象之间的松耦合设计而努力。

松耦合的威力

    当两个对象之间松耦合，他们依然能够交互，可是不太清楚彼此的细节。

    观察者模式提供了一种对象设计，让主题和观察者之间松耦合。

    关于观察者的一切，主题值知道观察者实现了某个接口。主题不须要知道观察者的具体类是谁，作了些什么或其余任何细节。

    任什么时候候咱们均可以添加新的观察者。由于主题惟一依赖的东西是一个实现Observer接口的对象列表，因此咱们能够随时添加观察者。事实上，在运行时咱们能够用新的观察者取代现有的观察者，主题不会受到任何影响。一样的，也能够在任什么时候候删除某些观察者。

    有新类型出现的观察者出现时，主题的代码不须要修改。咱们能够独立地复用主题或观察者。若是咱们在其余任何地方须要使用主题或观察者，能够轻易地复用，由于两者并不是紧耦合，而是松耦合。

    松耦合的设计之因此能让咱们创建有弹性的OO系统，可以应对变化，是由于对象之间的互相依赖降到了最低。

设计与实现气象站

    了解了这么多，开始设计与实现气象站吧。

    设计类图如上图所示，让咱们从创建接口开始吧！

package cn.net.bysoft.observer;

/**
 * 布告板显示信息接口。
 * */
public interface DisplayElement {
    /**
     * 当布告板须要显示时，调用次方法。
     * */
    public void display();
}
package cn.net.bysoft.observer;

/**
 * 观察者接口。
 * */
public interface Observer {
    /**
     * 当气象监测数据改变时，主题会把这些状态值看成方法的参数，传送给观察者。
     * */
    public void update(float temp, float humidity, float perssure);
}
package cn.net.bysoft.observer;

/**
 * 主题接口。
 * */
public interface Subject {
    /**
     * registerObserver和removeObserver方法都须要一个观察者做为变量，该观察者是用来注册或被删除的。
     * */
    public void registerObserver(Observer ob);
    
    public void removeObserver(Observer ob);
    
    /**
     * 当主题的状态改变时，这个方法会被调用，已通知全部的观察者。
     * */
    public void notifyObservers();
}

    接下来，咱们要用观察者模式实现WeatherData类了。

package cn.net.bysoft.observer;

import java.util.ArrayList;

public class WeatherData implements Subject {
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<Observer>();
    }
    
    /**
     * 注册观察者。
     * */
    public void registerObserver(Observer ob) {
        observers.add(ob);
    }

    /**
     * 移除观察者。
     * */
    public void removeObserver(Observer ob) {
        int index = observers.indexOf(ob);
        if (index >= 0)
            observers.remove(index);
    }

    /**
     * 当有最新的气象监测数据时被调用。↓下面的函数调用。
     * */
    public void notifyObservers() {
        for (Observer ob : observers) {
            ob.update(this.temperature, this.himidity, this.pressure);
        }
    }
    
    /**
     * 气象站硬件监测到新数据会调用该方法。↓下面的函数调用。
     * */
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    
    /**
     * 由于没有气象站，因此模拟一个硬件，得到气象数据调用measurementsChanged()方法。
     * 在main()函数中使用。
     * */
    public void setMeasurements(float temperature, float himidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.himidity = himidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }

    public ArrayList<Observer> getObservers() {
        return observers;
    }

    public void setObservers(ArrayList<Observer> observers) {
        this.observers = observers;
    }

    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }

    public void setTemperature(float temperature) {
        this.temperature = temperature;
    }

    public float getHimidity() {
        return himidity;
    }

    public void setHimidity(float himidity) {
        this.himidity = himidity;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

    public void setPressure(float pressure) {
        this.pressure = pressure;
    }

    private ArrayList<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float himidity;
    private float pressure;
}

最后，编写布告板吧！

    咱们已经把WeatherData类写出来了，如今轮到布告板了。Weather-O-Rama气象站订购了三个布告板，首先来实现其中一个布告板。

package cn.net.bysoft.observer;

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {

    public CurrentConditionsDisplay() {}
    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        //    实例化布告板的时候，传入一个主题，将本身注册到主题中。
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    
    public void display() {
        System.out.println("当前conditions:" + temperature + "F degrees and "
                + himidity + "% humidity");
    }

    public void update(float temp, float humidity, float perssure) {
        this.temperature = temp;
        this.himidity = humidity;
        // 更新数据后刷新布告板。
        display();
    }

    private float temperature;
    private float himidity;
    //    要观察的主题。
    private Subject weatherData;
}

    布告板已经实现完毕，编写一个main()方法测试一下观察者模式吧！

package cn.net.bysoft.observer;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 首先，建立一个主题。
        // 这里应该使用Subject weatherData = new WeatherData();来建立主题。
        // 可是咱们在WeatherData中添加了一个模拟硬件发送气象数据的函数，Subject中并无这个函数。
        // 因此使用了WeatherData来建立主题。
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        // 创建一个观察者（也就是布告板），把主题传给观察者，在观察者的构造函数中订阅主题。
        Observer ccDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);

        // 模拟一个气象变化的状况。
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        System.out.println("\n====================\n");

        // 又变化了！
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);

        /**
         * output: 
         * 当前conditions:80.0F degrees and 65.0% humidity
         * 
         * ====================
         * 
         * 当前conditions:80.0F degrees and 65.0% humidity
         * 
         * */
    }

}

    另外两个布告板如上代码，另外，Java中提供了内置的观察者模式接口，它们是：

  • java.util.Observable

  • java.util.Observer

    想要进一步了解能够网上查找资料，或者和我同样购买HeadFirst设计模式这本书，这本书真的很不错。

    以上就是观察者模式。

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程