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在Java中,什么叫觀察者設計模式(observer design pattern)?

更新時間:2023-04-25 來源:黑馬程序員 瀏覽量:

IT培訓班

  觀察者設計模式是Java中的一種行為型設計模式,用于在對象間建立一種一對多的依賴關系,當一個對象的狀態(tài)發(fā)生變化時,它的所有依賴者都會得到通知并自動更新。

  在觀察者設計模式中,有兩種角色:觀察者和被觀察者。被觀察者是一個主題或者一個事件源,它維護一組觀察者,并在狀態(tài)發(fā)生改變時通知它們。觀察者是依賴于被觀察者的對象,它們注冊自己到被觀察者,以便在狀態(tài)發(fā)生改變時能夠接收到通知并進行相應的處理。

import java.util.*;

interface Observer {
    void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

class WeatherData {
    private ArrayList<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<>();
    }
    
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }
    
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if (i >= 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }
    
    public void notifyObservers() {
        for (Observer o : observers) {
            o.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
    private float temperature;
    private float humidity;
    
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
    
    public void display() {
        System.out.println("Current conditions: " + temperature
            + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
}

class StatisticsDisplay implements Observer {
    private float temperatureSum = 0.0f;
    private float temperatureMin = Float.MAX_VALUE;
    private float temperatureMax = Float.MIN_VALUE;
    private int numReadings;
    
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        temperatureSum += temperature;
        numReadings++;
        if (temperature < temperatureMin) {
            temperatureMin = temperature;
        }
        if (temperature > temperatureMax) {
            temperatureMax = temperature;
        }
        display();
    }
    
    public void display() {
        System.out.println("Avg/Max/Min temperature = "
            + (temperatureSum / numReadings) + "/"
            + temperatureMax + "/" + temperatureMin);
    }
}

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        
        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay();
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay();
        
        weatherData.registerObserver(currentDisplay);
        weatherData.registerObserver(statisticsDisplay);
        
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
        weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
    }
}

  Java中的觀察者設計模式是通過使用接口和抽象類來實現(xiàn)的。被觀察者通常實現(xiàn)一個名為“Observable”的抽象類,而觀察者則實現(xiàn)一個名為“Observer”的接口。被觀察者在狀態(tài)發(fā)生改變時,調(diào)用其“notifyObservers()”方法來通知所有觀察者,而觀察者則實現(xiàn)“update()”方法來接收并處理通知。

  下面是一個簡單的Java代碼演示觀察者設計模式,其中一個WeatherData類是被觀察者,而兩個觀察者CurrentConditionsDisplay和StatisticsDisplay都實現(xiàn)了Observer接口,以便接收WeatherData對象的狀態(tài)變化通知并作出相應的處理。

  輸出結果為:

Current conditions: 80.0F degrees and 65.0% humidity
Avg/Max/Min temperature = 80.0/80.0/80.0
Current conditions: 82.0F degrees and 70.0% humidity
Avg/Max/Min temperature = 81.0/82.0/80.0
Current conditions: 78.0F degrees and 90.0% humidity
Avg/Max/Min temperature = 80.0/82.0/78

  以上代碼演示了一個氣象站的場景,其中WeatherData類是被觀察者,它維護了一個觀察者列表observers,并提供了registerObserver、removeObserver、notifyObservers、measurementsChanged和setMeasurements等方法。

  在主函數(shù)中,創(chuàng)建了兩個觀察者對象currentDisplay和statisticsDisplay,并將它們注冊到WeatherData對象weatherData的觀察者列表中。接著調(diào)用setMeasurements方法更新氣象數(shù)據(jù),并觀察觀察者對象的相應輸出。

  CurrentConditionsDisplay類是一個觀察者,它實現(xiàn)了Observer接口,并在update方法中接收到WeatherData對象的狀態(tài)變化通知。在這個例子中,CurrentConditionsDisplay類只是簡單地輸出了當前的溫度和濕度。

  StatisticsDisplay類也是一個觀察者,它在update方法中累加溫度數(shù)據(jù),并計算平均值、最大值和最小值,并在display方法中輸出。

  這個例子演示了觀察者設計模式的基本思想:被觀察者維護一個觀察者列表,觀察者在被觀察者狀態(tài)變化時接收通知并作出相應的處理。在實際應用中,觀察者設計模式可以用于實現(xiàn)事件驅(qū)動系統(tǒng)、GUI程序開發(fā)、消息隊列、通知系統(tǒng)等場景。

  觀察者設計模式常用于GUI程序開發(fā)、事件驅(qū)動系統(tǒng)、通知系統(tǒng)等場景。它可以幫助程序員實現(xiàn)松耦合、高內(nèi)聚的設計,提高系統(tǒng)的可維護性和可擴展性。

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