观察者模式

一 气象站应用项目

　　这天公司接到一个气象站项目，气象站通过自己的各类检测器获得的数据打包提供给我们，我们来帮他们实现在不同的布告板上展示，可以显示目前状况，气象统计及简单预报。并且还希望我们能公布一组API，好让其他的开发者写出自己的布告板。

　　项目概况：我们建立一个应用，利用WeatherData对象取得数据，并更新三个布告板：目前情况、气象统计和天气预报。

二 认识观察者模式

　　在开始着手上面的项目前，我们来认识一下观察者模式。相信大家都有过订阅报纸或者订牛奶的经历，我们来看看是怎么个过程。

　　首先，报社的任务是出版报纸，用户向报社订阅报纸，只要他们有新报纸出版就会送给你，如果你不想看了，取消订阅，他们就不会再送了；只要报社还没破产倒闭就一直存在订阅和取消订阅的行为。

　　出版者 + 订阅者 = 观察者模式。观察者模式中出版者称作主题，订阅者称作观察者。

　　观察者模式：定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，一个对象改变状态时，他的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

　　UML图如下：

　　设计原则：为了交互对象之间的松耦合设计而努力。

　　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，主题只知道他实现了观察者接口，主题不知道他具体是谁，做了哪些细节上的事。

　　我们可以在任何时候增加新的观察者，而不需要修改主题的代码；同样也可以删掉旧的观察者。我们可以在其他地方独立的复用主题或观察者，因为他们之间并非紧耦合。

　　松耦合的设计之所以能让我们建立弹性的OO系统，能够应对变化，是因为对象之间的相互依赖降到了最低。

三 气象站代码实现

　　UML类图：

　　代码：

　　1.创建主题、观察者、布告展示接口；天气数据封装到Data类

public interface Subject {
    public void registerObserver(Observer o);
    public void removeObserver(Observer o);
    public void notifyObservers();
}

public interface Observer {
    public void update(Data data);
}

public interface DisplayElement {
    public void display();
}

public class Data {
    private float temp;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public Data(float temp, float humidity, float pressure) {
        this.temp = temp;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Data{" +
                "temp=" + temp +
                ", humidity=" + humidity +
                ", pressure=" + pressure +
                '}';
    }

    public float getTemp() {
        return temp;
    }

    public void setTemp(float temp) {
        this.temp = temp;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

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

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

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

　　2.实现主题接口的天气数据主题类

public class WeatherData implements Subject{
    private List<Observer> list;
    private Data data;

    public WeatherData(){
        list = new ArrayList<Observer>();
    }

    public void registerObserver(Observer o) {
        //注册观察者时，将观察者添加到list中
        list.add(o);
    }

    public void removeObserver(Observer o) {
        //观察者取消订阅时
        list.remove(o);
    }

    public void notifyObservers() {
        //通知所有已注册观察者
        for(Observer o : list){
            o.update(data);
        }
    }

    public void dataChanged(){
        //气象站数据变更后，通知观察者
        this.notifyObservers();
    }

    public void setData(Data data){
        this.data = data;
        dataChanged();
    }
}

 　　3.两种布告板观察者

public class CurrentConditionDisplay implements Observer,DisplayElement {
    private Subject weatherData;
    private Data data;

    public CurrentConditionDisplay(Subject weatherData){
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    public void display() {
        System.out.println("CurrentConditionDisplay:"+this.data);
    }

    public void update(Data data) {
        this.data = data;
        display();
    }
}

public class StaticsDisplay implements Observer,DisplayElement {
    private Subject weatherData;
    private Data data;

    public StaticsDisplay(Subject weatherData){
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    public void display() {
        System.out.println("StaticsDisplay:"+this.data);
    }

    public void update(Data data) {
        this.data = data;
        display();
    }
}
　　4.测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionDisplay display1 = new CurrentConditionDisplay(weatherData);
        StaticsDisplay display2 = new StaticsDisplay(weatherData);
        weatherData.setData(new Data(12,22,33.1f));
        weatherData.setData(new Data(2.3f,42,13));
    }
}
　　5.测试结果如下

 四 Java内置的观察者模式

　　现在，都是主题数据有更新时，一股脑把所有数据都传给观察者了，观察者可能不需要这么多数据，他可能想自己来拉取数据。我们来看看java内置的观察者模式。

　　Java内置的观察者模式运作方式，和我们在气象站中的实现类似，但有一些小差异。最明显的差异是WeatherData现在扩展自Observable类，并继承到一些增加，删除，

　　通知观察者的方法。Observable类中，有一个setChanged方法，及changed标志，通过这些可以让主题更灵活的选择是否向观察者发送数据。