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观察者模式

 
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本文参考Head First设计模式一书,感觉书中的例子实在很好,很贴切。对模式的知识点进行总结,并对书的源码做了一定注释。
 
观察者模式要点有二:主题和观察者。
最贴切的案例是:杂志订阅,杂志是主题,观察者是订阅者。当出版新杂志时候,这个事件会自动通知所有的订阅者。
根据OO基本原则,应该针对接口编程(当然原因很多),主题和订阅者一般都作为接口。
 
下面是Head First的例子,是一个气象站,用户订阅气象信息的服务。
 
并且,最终用户所要的信息可能是:
 
针对这个需求,应用观察者模式来实现:
但是这个只是一个主题与观察者的设计,观察者自身还需要将信息显示出去。那么再用一个接口,专门来实现展示的功能。
 
 
实际上,上面的DisplayElement接口用再此处,本质上是策略模式的应用。
 
理解每个模式的特点对交流和设计都有很大帮助,当OO思想境修炼到很高的程度时,应该是忘掉所有的模式,而可以根据需要做出最佳设计,这个程度可以算手中无剑,心中有剑的地步。
 
下面是源码,只列出接口:
/**
* 主题
*/

public interface Subject {
  public void registerObserver(Observer o);
  public void removeObserver(Observer o);
  public void notifyObservers();
}
 
/**
* 观察者
*/

public interface Observer {
  public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
 
/**
* 布告板
*/

public interface DisplayElement {
  public void display();
}
 
测试main方法:
  public static void main(String[] args) {
                //创建主题
    WeatherData weatherData = new WeatherData();
                //创建三个观察者
    CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
    StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
    ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
    HeatIndexDisplay heatIndexDisplay = new HeatIndexDisplay(weatherData);
                //进行气象测量,主题的状态会因为测量值而改变
    weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
    weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
    weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
  }
 
本例仅仅是为了说明这种模式,设计还远不够完美。实际上,主题中应该有一个线程去扫描状态的变化,当变化了,自动去调用measurementsChanged()方法。
 
观察者模式使用很普遍,GUI编程中事件注册就是典型的观察者模式的应用。
 
以上是自己实现的观察者模式,下文将讲述JDK所实现的观察者模式。
-------------------------------
观察者模式定义了一种一对多 的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时,会通知所有观察者对象,让他们能够自动更新自己

观察者模式的组成

1.抽象主题角色:把所有对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数量的观察者。抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类或接口来实现
2.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。
3.具体主题角色(Watched):把所有对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数量的观察者。抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类或接口来实现。
4.具体观察者角色(Watcher):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

A.自定义观察者模式

例如:
1.抽象主题角色类
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe;  
  2.   
  3. public   interface  AbstractWatched {  
  4.       
  5.     //增加一个观察者   
  6.     public   void  addAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher);  
  7.       
  8.     //移除一个观察者   
  9.     public   void  removeAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher);  
  10.       
  11.     //移除所有的观察着   
  12.     public   void  removeAll();  
  13.       
  14.     //通知所有的观察者   
  15.     public   void  notifyWatchers();  
  16.   
  17. }  


2.抽象观察者角色
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe;  
  2.   
  3. public   interface  AbstractWatcher {  
  4.       
  5.     public   void  update();  
  6.   
  7. }  


3.具体主题角色(Watched)
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe;  
  2.   
  3. import  java.util.ArrayList;  
  4. import  java.util.List;  
  5.   
  6. public   class  ConcreteWatched  implements  AbstractWatched {  
  7.   
  8.     //list:存放观察者的一个集合对象   
  9.     List<AbstractWatcher> list = new  ArrayList<AbstractWatcher>();  
  10.       
  11.     //增加一个观察者   
  12.     public   void  addAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher) {  
  13.         list.add(watcher);  
  14.   
  15.     }  
  16.   
  17.     //移除一个观察者   
  18.     public   void  removeAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher) {  
  19.         list.remove(watcher);  
  20.   
  21.     }  
  22.   
  23.     //移除所有的观察着   
  24.     public   void  removeAll() {  
  25.         list.clear();  
  26.   
  27.     }  
  28.       
  29.     //通知所有的观察者   
  30.     public   void  notifyWatchers() {  
  31.         for (AbstractWatcher watcher : list){  
  32.             watcher.update();  
  33.         }  
  34.   
  35.     }  
  36.   
  37. }  


4.具体观察者角色(Watcher)

Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe;  
  2.   
  3.   
  4. public   class  ConcreteWatcher  implements  AbstractWatcher {  
  5.   
  6.     //观察到被观察者发生变化时,执行的方法   
  7.     public   void  update() {  
  8.         System.out.println("update....." );  
  9.           
  10.     }  
  11.       
  12.       
  13.   
  14. }  


5.客户端调用:

Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe;  
  2.   
  3. public   class  ClientTest {  
  4.   
  5.     public   static   void  main(String[] args){  
  6.         //定义一个被观察者对象   
  7.         AbstractWatched watched = new  ConcreteWatched();  
  8.           
  9.         //定义三个观察者对象   
  10.         AbstractWatcher watcher1 = new  ConcreteWatcher();  
  11.         AbstractWatcher watcher2 = new  ConcreteWatcher();  
  12.         AbstractWatcher watcher3 = new  ConcreteWatcher();  
  13.           
  14.         //被观察者添加观察者. 被观察者和观察者之间关系是一对多关系   
  15.         watched.addAbstactWatcher(watcher1);  
  16.         watched.addAbstactWatcher(watcher2);  
  17.         watched.addAbstactWatcher(watcher3);  
  18.           
  19.         System.out.println("第1次..." );  
  20.         //被观察者发生改变时,通知观察者执行相应方法   
  21.         watched.notifyWatchers();  
  22.           
  23.         //移除一个观察者   
  24.         watched.removeAbstactWatcher(watcher2);  
  25.           
  26.         System.out.println("第2次..." );  
  27.         //被观察者发生改变时,通知观察者执行相应方法   
  28.         watched.notifyWatchers();  
  29.           
  30.         //移除一个所有观察者   
  31.         watched.removeAll();  
  32.           
  33.         System.out.println("第3次..." );  
  34.         //被观察者发生改变时,通知观察者执行相应方法   
  35.         watched.notifyWatchers();  
  36.           
  37.     }  
  38. }  


执行结果为:
第1次...
update.....
update.....
update.....
第2次...
update.....
update.....
第3次...



B:对于java的观察者模式框架

从AWT1.1开始图形系统的事件模型采用观察者模式,因此观察者模式在Java语言中的地位极其重要
在xml解析中的SAX也采用了观察者模式来实现
Java也提供了对观察者模式的内置支持

内置观察者模式主要有2个类,一个是类Observable,一个是接口类Observer

Observable类是被观察者,子类只要继承它即可。而且添加观察者等方法已经都实现了.
Observer是观察者,只有一个接口方法public void update(Observable arg0, Object arg1),需要其子类来实现.这里,observOb是被观测的对象,而arg是由notifyObservers( )方法传递的值。当被观测对象发生了改变,调用update( )方法


1. 被观察者要继承Observable类

2. 被观察者通知观察者时,也就是调用notifyObservers方法时,一定要先 调用setChanged()方法(该方法的作用就是将对象里面的changed这个boolean变量设定为true,因为 notifyObservers要首先检查该变量是否为true,如果为false就不执行而直接返回了)

3. Observable类的两个重载的notifyObservers方法,带参数的那个方法,里面的参数就是Observer接口中的update方法中的第二个参数


一个被观测的对象必须服从下面的两个简单规则。第一,如果它被改变了,它必须调用 setChanged( )方法。第二,当它准备通知观测程序它的改变时,它必须调用notifyObservers( )方法。这导致了在观测对象中对update( )方法的调用。注意——当对象在调用notifyObservers( )方法之前,没有调用setChanged( )方法,就不会有什么动作发生。在update( )被调用之前,被观测对象必须调用setChanged( )和notifyObservers( )两种方法


例如:
被观察者:
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe2;  
  2.   
  3. import  java.util.Observable;  
  4.   
  5. public   class  Watched  extends  Observable{  
  6.       
  7.     public   void  count( int  number){  
  8.         for ( ; number >= 0  ; number-- ){  
  9.             setChanged();  
  10.               
  11.             // 注意notifyObservers()有两种形式:一种带有参数而另一种没有。当用参数调用notifyObservers( )方法时,该对象被传给 观测程序的update( )方法作为其第二个参数。否则,将给update( )方法传递一个null。可以使用第二个参数传递适合于你的应用程序的任 何类型的对象。    
  12.             //也就是说notifyObservers()内部实际调用的是notifyObservers(null);   
  13.             notifyObservers(number);  
  14.         }  
  15.     }  
  16.   
  17. }  


第一个观察者
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe2;  
  2.   
  3. import  java.util.Observable;  
  4. import  java.util.Observer;  
  5.   
  6. public   class  Watcher  implements  Observer{  
  7.   
  8.     public   void  update(Observable arg0, Object arg1) {  
  9.         System.out.println((Integer)arg1);  
  10.           
  11.     }  
  12.   
  13.       
  14. }  


第二个观察者:
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe2;  
  2.   
  3. import  java.util.Observable;  
  4. import  java.util.Observer;  
  5.   
  6. public   class  Watcher2  implements  Observer{  
  7.   
  8.     public   void  update(Observable arg0, Object arg1) {  
  9.         if ((Integer)arg1 ==  0 ){  
  10.             System.out.println("done" );  
  11.         }  
  12.           
  13.     }  
  14.   
  15.       
  16. }  


客户端调用:
Java代码  收藏代码
  1. package  com.observe2;  
  2.   
  3. public   class  Client {  
  4.       
  5.     public   static   void  main(String[] args){  
  6.         //定义一个被观察者   
  7.         Watched watched = new  Watched();  
  8.           
  9.         //定义2个观察者   
  10.         Watcher watcher = new  Watcher();  
  11.         Watcher2 watcher2 = new  Watcher2();  
  12.           
  13.         //给被观察者添加观察者   
  14.         watched.addObserver(watcher);  
  15.         watched.addObserver(watcher2);  
  16.           
  17.         watched.count(10 );  
  18.     }  
  19.   
  20. }  


输出结果为:
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
done
0
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