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设计模式之观察者模式

时间:2016-01-13 16:01:15      阅读:283      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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在C#中有按钮的事件,在java swing中也有同样的事件,还接触过Android,同样也有这样的事件。我们想象一下,这些都用什么共同的特点?以c#为例,我们双击按钮就会出现按 钮事件的执行方法。在java中,自己也要添加监听事件,就收一个实现了ActionListener借口的类、有没有发现一点规律?就是当你触发某个东西时,会执行某个方法(操作)。Button类会监听按钮按下的事件,这个事件发生后会执行其他类中的代码!

  想象一个下我们现实生活中的例子,你可以订阅报纸,每当有新闻发生(我们可以简单的理解每一期就是一个事件发生),你就会收到新的报纸。报社跟你之间没有其他的任何其他关系。

  现有一个模式,我们有气象台给的WeatherData数据,需要我们将之显示到用户的设备上(目前状况、气象统计、天气预报三个布告板)。这是不是类似于订阅报纸的过程,当气象站有新的气象数据时,它会通知我们及时更新布告板。

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  那么,我们现在有什么呢?

  1、WeatherData类具有gettter方法,可以取得三个测量值。

  2、当新的数据准备好时,通知显示装置的方法(measurementChanged)会被调用。

  3、收到新的数据,显示装置应立刻更新显示。

  4、系统必须可扩展,以后随时增加或删除新的布告板。

那现在有一种情况,

public void measurementChanged(){
     currentConditionDisplay.update(temp, humidity, pressure);
     .........
     .........             
}    

get方法省略没写,只写了一个布告板的update方法。这虽然能实现需要的功能,但是想象一下,扩展性好吗?如果增加一个布告板,是不是还要在WeatherData类中改变代码?这明显是不合理的,每一个布告板都对应着一个这样的调用。回忆一下策略模式,这里明显不是面向接口编程,而是面向实现编程。想到解决的办法了吗?下面我们要用观察者模式来解决这个问题。

  那现在,我们正式的引入观察者模式。严格的定义:对象之间一对多依赖,这样一来,当每一个对象改变状态时,他的依赖着都会就收通知并自动更新。我们看看图例:

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  观察者对象都订 阅了某个事件,当事件发生时,主题对象就通知观察这对象。图中鸭子对象没有订阅,所以得不到通知。这时候设计就清楚了,为了设计的程序通用(以后增加或者 减少观察者),我们需要面向接口编程。设计主题、观察者、显示(每个观察者都需要显示,不变的地方拿出来:见策略模式)为接口,WeatherData实 现主题接口,各个布告板实现观察者和显示接口。这样脉络就清楚了,各个接口,类包含的功能见下面的图。

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  这里只简单的画了两个观察者,还有其他的观察者,如:气象统计,还有开发人员自己看的布告板。好了,图里面就不画了。奥,对了有没有法相主题和观察者之间的松耦合呢?这是OO设计原则非常重要的一点。设计原则:为了交互对象之间的松耦合设计而努力。

下面看我们实现的观察者模式的代码:

Subject接口实现:

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

Observer接口的实现:

public interface Observer {
    public void update(float temp, float humidity, float presser);
}

DisplayElement接口的实现:

public interface DisplayElement {
    public void display();
}

上面三个都是接口,我们提倡面向接口编程,可以保证代码的可拓展性。下面我们来看主题对象WeatherData(继承Subject接口)的代码:

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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);
    }
    @Override
    public void removeObserver(Observer o){
        int i = observers.indexOf(o);
        if(i >= 0){
            observers.remove(i);
        }
    }
    @Override
    public void notifyObservers(){
        for(int i = 0; i < observers.size(); i++){
            Observer observer = (Observer)observers.get(i);
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    public void measurementChanged(){
        notifyObservers();
    }
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure){
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementChanged();
    }
}
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下面各个布告板实现Observer和DispayElement接口:

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public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement{
    
    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;

    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    
    @Override
    public void display() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float presser) {
        // TODO Auto-generated method stub
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
}


public class StatisticsDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private float maxTemp = 0.0f;
    private float minTemp = 200;
    private float tempSum= 0.0f;
    private int numReadings;
    private WeatherData weatherData;

    public StatisticsDisplay(WeatherData weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        tempSum += temp;
        numReadings++;

        if (temp > maxTemp) {
            maxTemp = temp;
        }
 
        if (temp < minTemp) {
            minTemp = temp;
        }

        display();
    }

    public void display() {
        System.out.println("Avg/Max/Min temperature = " + (tempSum / numReadings)
            + "/" + maxTemp + "/" + minTemp);
    }
}


public class ForecastDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private float currentPressure = 29.92f;  
    private float lastPressure;
    private WeatherData weatherData;

    public ForecastDisplay(WeatherData weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        lastPressure = currentPressure;
        currentPressure = pressure;

        display();
    }

    public void display() {
        System.out.print("Forecast: ");
        if (currentPressure > lastPressure) {
            System.out.println("Improving weather on the way!");
        } else if (currentPressure == lastPressure) {
            System.out.println("More of the same");
        } else if (currentPressure < lastPressure) {
            System.out.println("Watch out for cooler, rainy weather");
        }
    }
}


public class HeatIndexDisplay implements Observer, DisplayElement  {
    float heatIndex = 0.0f;
    private WeatherData weatherData;

    public HeatIndexDisplay(WeatherData weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    public void update(float t, float rh, float pressure) {
        heatIndex = computeHeatIndex(t, rh);
        display();
    }
    
    private float computeHeatIndex(float t, float rh) {
        float index = (float)((16.923 + (0.185212 * t) + (5.37941 * rh) - (0.100254 * t * rh) 
            + (0.00941695 * (t * t)) + (0.00728898 * (rh * rh)) 
            + (0.000345372 * (t * t * rh)) - (0.000814971 * (t * rh * rh)) +
            (0.0000102102 * (t * t * rh * rh)) - (0.000038646 * (t * t * t)) + (0.0000291583 * 
            (rh * rh * rh)) + (0.00000142721 * (t * t * t * rh)) + 
            (0.000000197483 * (t * rh * rh * rh)) - (0.0000000218429 * (t * t * t * rh * rh)) +
            0.000000000843296 * (t * t * rh * rh * rh)) -
            (0.0000000000481975 * (t * t * t * rh * rh * rh)));
        return index;
    }

    public void display() {
        System.out.println("Heat index is " + heatIndex);
    }
}
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再来启动测试程序:

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public class WeatherStationHeatIndex {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
        ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
        HeatIndexDisplay heatIndexDisplay = new HeatIndexDisplay(weatherData);

        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
        weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
    }
}
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  相信代码可以看的更清楚,上面有哪里表达不清楚的,看了代码相信没有什么问题了。

  本文作为方便自己复习而写,当然我也尽了最大努力写清楚,以方便同时其他人也能看懂,在自己学习的同时最好能够帮助到别人。当然,由于水平不足,肯定有什么错误或者不足的地方,希望大家指正批评。

设计模式之观察者模式

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原文地址:http://www.cnblogs.com/worsun/p/5127411.html

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