让对象保持消息灵通


01需求

一个WeatherData对象负责追踪目前的天气状况(温度,湿度,气压)。希望你们能建立一个应用,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WeatherObject对象获得最新的测量数据时,三种布告板必须实时更新。而且,这是一个可以扩展的气象站,Weather-O-Rama气象站希望公布一组API,好让其他开发人员可以写出自己的气象布告板,并插入此应用中,我们希望能提供这样的API。

class WeatherData{        public int getTemperature(){        }        public int getHumidity(){        }        public int getPressure(){        }        public void measurementsChanged(){        //一旦气象测量更新,此方法会被调用        }}

实现1

public class WeatherData {    // 实例变量声明    public void measurementsChanged() {       float temp = getTemperature();       float humidity = getHumidity();       float pressure = getPressure();       currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure);       statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);       forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);    }// 这里是其他WeatherData方法}

缺点:
>针对实现编程
对于每个新的显示,都得修改这份代码
没有办法在运行时添加/移除显示元素
没有封装改变的部分

02观察者模式

观察者模式:定义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;

有几种不同的实现方法,大多数围绕着包括主题和观察者接口的类设计

类图:

第四个设计原则:为了交互对象之间松耦合设计而努力。
>主题只知道观察者实现了某个接口(也就是Observer接口)
任何时候我们都可以增加新的观察者。也可以在任何时候删除某些观察者。
有新类型的观察者出现时,主题的代码不需要修改,
独立复用主题和观察者
改变主题/观察者其中一方,不会影响另一方

实现2设计气象站

实现气象站

1.构建主题subject和观察者observer接口

//主题接口public interface Subject{    //注册观察者    public void registerObserver(Observer o);    //删除观察者    public void removeObserver(Observer o);    //当主题状态改变时,这个方法会被调用,以通知所有的观察者    public void notifyObserver();}public interface Observer {    //当气象观测值改变时,主题会把这些状态值当作方法的参数,传送给观察者    public void update(float temp,float humidity,float pressure);}public interface DisplayElement{    //当需要显示时,调用此方法    public void display();}

2.WeatherData类实现主题接口

public class WeatherData implements Subject{        private ArrayList observers;    private float temperature;    private float humidity;    private float pressure;    public WeatherData(){        observers=new ArrayList();    }    @Override    public void registerObserver(Observer o) {        observers.add(o);//一个观察者注册的时候,把它添加到list的末端    }    @Override    public void removeObserver(Observer o) {        int i=observers.indexOf(o);//获得对象索引        if(i>=0){            observers.remove(i);        }    }    @Override    public void notifyObserver() {        for(Observer observer:observers){            observer.update(temperature,humidity,pressure);        }    }    //当从气象站得到更新观测值时,我们通知观察者    public void measurementsChanged(){        notifyObserver();    }    //测试数据    public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure){        this.temperature=temperature;        this.humidity=humidity;        this.pressure=pressure;        measurementsChanged();    }    //WeatherData的其他方法}

3.构造显示元素
显示类实现Observer接口,所以可以从WeatherData对象中获取变化

public class CurrentConditionDisplay implements Observer,DisplayElement{    private float temperature;    private float humidity;    private Subject weatherData;    //构造器被传入weatherData对象(Subject),用它来把 【显示】 注册为 【观察者】    public CurrentConditionDisplay(WeatherData weatherData){        this.weatherData=weatherData;        weatherData.registerObserver(this);    }    @Override    public void display() {        System.out.println("current conditions:" + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");    }    @Override    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {        this.temperature=temp;        this.humidity=humidity;        display();    }}

4.启动气象站

public class WeatherStation {    public static void main(String[] args) {       //创建对象       WeatherData weatherData = new WeatherData();      //创建显示       CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);      //模拟气象测量       weatherData.setMeasurements(80,65,30.4f);    }}

缺点:
>每次更新信息都会全部通知到每个观察者,而观察者只想要有用的信息;
不能扩展更多的显示【因为观察者接口的update方法是固定参数】

实现3(改进)

我们可以让Observer按需要从Subject拉取。当Subiect的数据变化,我们马上通过调用update()传送数据,推送新的温度、湿度和气压值给Observer。
为了切换到拉取方式,我们需要对已有代码做一些小小的修改
Subject的发送通知…..
修改WeatherData中的notifyObservers()方法,不带参数地调用Observer中的update()方法:

public void notifyobservers() {  for(Observer observer:observers){      observer.update();  }}

Observer的接收通知….
修改Observer接口,改变update()方法的签名,这样它就没有参数了:

public interface Observer {  public void update();}

修改每个具体Observer,改变其各自的update0方法的签名,并使用WeatherData的getter方法从Subject获取气象数据。CurrentConditionsDisplay类的新代码如下:

public void update() {  this.temperature = weatherData.getTemperature();  this,humidity = weatherData.getHumidity();  display();}

总结

OO基础:抽象
OO原则:
>封装变化。
组合优于继承
针对接口编程,而不是针对实现。
尽力达到交互对象之间的松耦合设计。【新增】

OO模式:
观察者模式:定义对象之间的一对多依赖这样,当一个对象改变状态时,它的所有依赖者会被通知并自动更新。

要点

观察者模式定义对象之间的一对多关系
主题使用通用接口更新观察者。
任何具体类型的观察者都可参与该模式,只要它们实现察者接口。
观察者是松耦合的,除了知道它们实现观察者接口之外,主题对它们的其他事情不知情
使用该模式时,你可以从主题推或拉数据(拉被认为更“正确”)
Swing大量使用观察者模式许多GUI框架也是这样。
你也会在其他很多地方发现该模式,包括RxJava、JavaBeans和RMI,以及其他语言的框架,像Cocoa、Swift和JavaScript事件。
观察者模式和出版/订阅模式相关。出版/订阅模式用于更复杂得多主题和/或多消息类型的情形。
观察者模式是一个常用的模式,当我们学习模型-视图-控制器时,还会看到它。