設計模式之七 — 觀察者模式(Observer)

【1】基本概念

          觀察者模式定義了一種一對多的依賴關係，讓多個觀察者對象同時監聽某一主題對象。這個主題對象在狀態發生變化時，會通知所有觀察者對象，使它們能夠自動更新自己。觀察者模式又叫發布-訂閱(Publish/Subscribe)模式。

【2】簡單分析

 我們先來看一下該設計模式的UML結構圖

是Observer 模式的結構圖,讓我們可以進行更方便的描述:

Subject類，它把所有對觀察者對象的引用儲存在一個聚集裡，每個主題都可以有任何數量的觀察著。抽象主題提供一個介面，可以增加和刪除觀察著對象。

Observer類，抽象觀察者，為所有的具體觀察者定義一個介面，在得到主題的通知時更新自己。

ConcreteSubject類，具體主題，將有關狀態存入具體觀察者對象；在具體主題的內部狀態改變時，給所有登記過的觀察者發出通知。

ConcreteObserver類，具體觀察者，實現抽象觀察者角色所要求的更新介面，以便使本身的狀態與主題的狀態相協調。

【3】如何用java語言來實現該模式

下面以一個簡單的例子來展示該模式，先看下代碼結構圖：

該例子是這樣的情景：例如：老師有電話號碼，學生需要知道老師的電話號碼以便於在合適的時候撥打，在這樣的組合中，老師就是一個被觀察者（Subject），學生就是需要知道資訊的觀察者，當老師的電話號碼發生改變時，學生得到通知，並更新相應的電話記錄。

3.1
先建立一個Subject類：

package com.andyidea.patterns.subject;import com.andyidea.patterns.observer.Observer;/** * Subject(目標，Subject)：   * 目標知道它的觀察者。可以有任意多個觀察者觀察同一個目標。 * 提供註冊和刪除觀察者對象的介面。 * @author Andy.Chen * */public interface Subject {public void attach(Observer mObserver);public void detach(Observer mObserver);public void notice();}

3.2
建立Observer類：

package com.andyidea.patterns.observer;/** * Observer(觀察者，Observer)： * 為那些在目標發生改變時需要獲得通知的對象定義一個更新介面。 * @author Andy.Chen * */public interface Observer {public void update();}

3.3
建立ConcreteSubject類：

package com.andyidea.patterns.concretesubject;import java.util.Vector;import com.andyidea.patterns.observer.Observer;import com.andyidea.patterns.subject.Subject;/** * ConcreteSubject(具體目標，Teacher) * 將有關狀態存入各ConcreteObserve對象。 * 當他的狀態發生改變時，向他的各個觀察者發出通知。 * @author Andy.Chen * */public class Teacher implements Subject{private String phone;private Vector students;public Teacher(){phone = "";students = new Vector();}@Overridepublic void attach(Observer mObserver) {students.add(mObserver);}@Overridepublic void detach(Observer mObserver) {students.remove(mObserver);}@Overridepublic void notice() {for(int i=0;i<students.size();i++){((Observer)students.get(i)).update();}}public String getPhone() {return phone;}public void setPhone(String phone) {this.phone = phone;notice();}}

3.4
建立ConcreteObserver類：

package com.andyidea.patterns.concreteobserver;import com.andyidea.patterns.concretesubject.Teacher;import com.andyidea.patterns.observer.Observer;/** * ConcreteObserver(具體觀察者, Student)： * 維護一個指向ConcreteSubject對象的引用。 * 儲存有關狀態，這些狀態應與目標的狀態保持一致。 * 實現Observer的更新介面以使自身狀態與目標的狀態保持一致。 * @author Andy.Chen * */public class Student implements Observer{private String name;    private String phone;    private Teacher mTeacher;        public Student(String name,Teacher t){       this.name = name;       mTeacher = t;    }        public void show(){       System.out.println("Name:"+name+"\nTeacher'sphone:" + phone);    }@Overridepublic void update() {phone = mTeacher.getPhone();}}

3.5
用戶端測試類別:ObserverClient.java.

package com.andyidea.patterns.client;import java.util.Vector;import com.andyidea.patterns.concreteobserver.Student;import com.andyidea.patterns.concretesubject.Teacher;/** * 觀察者(Observer)模式測試類別 * @author Andy.Chen * */public class ObserverClient {public static void main(String[] args) {   Vector students = new Vector();       Teacher t = new Teacher();       for(int i= 0 ;i<10;i++){           Student st = new Student("Andy.Chen"+i,t);           students.add(st);           t.attach(st);       }       System.out.println("Welcome to Andy.Chen Blog!" +"\n"            +"Observer Patterns." +"\n"           +"-------------------------------");              t.setPhone("12345678");       for(int i=0;i<3;i++)           ((Student)students.get(i)).show();              t.setPhone("87654321");       for(int i=0;i<3;i++)           ((Student)students.get(i)).show();}}

【4】程式運行結果如下：

Welcome to Andy.Chen Blog!Observer Patterns.-------------------------------Name:Andy.Chen0Teacher'sphone:12345678Name:Andy.Chen1Teacher'sphone:12345678Name:Andy.Chen2Teacher'sphone:12345678Name:Andy.Chen0Teacher'sphone:87654321Name:Andy.Chen1Teacher'sphone:87654321Name:Andy.Chen2Teacher'sphone:87654321

總結：觀察者模式何時適用？

1.當一個抽象模型有兩個方面，其中一個方面依賴於另一方面。將這二者封裝在獨立的對象中可以使他們各自獨立地改變和複用。

2.當對一個對象的改變需要同時改變其它對象，而不知道具體由多少對象有待改變。

3.當一個對象必須通知其他對象，而它又不能假定其他對象是誰，換言之，你不希望這些對象是緊密耦合的。讓耦合的雙方都依賴於抽象，而不是依賴於具體。