設計模式——觀察者模式（Oberserver Pattern）

 設計模式------觀察者模式（Oberserver Pattern）

    定義：觀察者模式-在對象之間定義一對多的依賴。這樣以來，一個對象改變狀態時，依賴它的對象都會收到通知，並自動更新。

    OO設計的的思想裡，我們強調，我們的設計總是在為對象之間的互動的松耦合而努力。觀察者模式，正是在一對多的依賴中，尋找一種松耦合的實現方式。我們在日常生活中，經常會遇到這種情況，就是某個對象擁有某些狀態，而其它對象都需要使用這些狀態，從而執行某些行為。比如，在一個資料控制中心，有一個裝置來負責採集資料，並把資料即時的告知其它的部分，這些部門需要利用這些資料。因此，這就是一個一對多的依賴關係。假設我們以衛星控制系統來描述這個模式。

    假設系統的行為為：有一個資料擷取中心，負責擷取衛星的即時資料：經度，緯度，飛行時常。

資料擷取中西負責把及時採集到的資料通知其它部門，假設有兩個部門，一個負責即時顯示衛星的目前狀態，另外一個部門，負責通過接收到的資料進行計算，並輸出下一步的控制訊號。並且，該系統還不夠完善，可能會增加新的部門，該部門也需要利用衛星的即時資料，做其它的工作。

   根據以上的系統需求，我們可以知道，這是一個一對多的關係，並且，需要系統有很好的擴充性，即系統對象之間的耦合性要小。那我們怎麼來實現呢？

   系統有一個資料擷取中心，我們需要來設計一個類來描述這個資料擷取中心，假設叫做SatelliteData，

那麼顯示部門也用一個類DisplayBoard類以及計算部門也用一個類Calculate來描述。類SatelliteData定義如下所示：

class SatelliteData

{

 float longitude;

 float latitude;

 float timeLast;

 public float getLongitude()

{

 ……

}

public float getLatitude()

{

……

}

public float getTimeLast()

{

……

}

public setChange()

{

longitude=getLongitude();

latitude=getLatitude();

timeLast=getTimeLast();

displayBoard.update(longitudu,latitude,timeLast);

calculate.update(longitudu,latitude,timeLast);

}

}

   其中displayBoard是類DisplayBoard的對象，calculate是Calculate的對象。我們來看看這段代碼，實際上違背了我們在策略模式中一再強調的面向介面編程的思想，紅色部分的代碼是面向實現的，針對一個個的具體需要用到這些狀態的對象，發送通知。這樣，如果再增加新的使用對象，那就需要修改SatelliteDate類的代碼，並且，這樣造成的耦合性很大。

   那我們用觀察者模式如何來解決這個問題呢？觀察者模式定義了一對多的依賴，其中“一”被稱作主題，而“多”被稱作觀察者。觀察者通過註冊的方式來訂閱主題，當不需要的時候，再通過主題取消訂閱。這樣，多個觀察者通過訂閱的方式共用主題裡的內容。當主題內容改變的時候，需要動態通知觀察者，以便他們即使做出響應。

   在觀察者模式中，主題實現了Subject 介面，Subject介面主要定義了三個方法，即註冊觀察者，通知觀察者目前狀態以及刪除某個觀察者。

  定義如下：

  interface Subject

  {

   public void registerOberserver(Oberserver o);

   public void notifyOberservers(Oberserver o);

   public void deleteOberserver(Oberserver o); 

  }

在各個方法的參數中，Oberserver是觀察者介面，具體的觀察者實現該介面，這樣，在這裡，我們體現了面向介面編程的思想。

觀察者對象需要實現Oberserber介面，這個介面主要定義了更新的方法，update（）；這個方法主要是為了主題在更新狀態是調用，這樣在面向介面編程中，主題只關心介面實現的方法，具體由哪個類實現的，主題並不關心。我們來看相關的類圖.

由類圖可以看倒，SatelliteData類實現了Subject介面，而DisplayBoard類和Calculate類也分別實現了Oberserver介面，並且SatelliteData擁有多個註冊的觀察者，觀察者共用同一個主題。代碼如下：

//主題介面定義

interface Subject

{

public void registerOberserver(Oberserver o);

public void notifyOberservers(Oberserver o);

public void deleteOberserver(Oberserver o);

}

//觀察者介面定義

interface Oberserver

{

public void update(float longtitude,float latitude,float lastTime);

}

//類衛星資料定義

class SatelliteData

{

 float longitude;

 float latitude;

 float timeLast;

ArrayList oberservers;//註冊的觀察者列表

public SatelliteDate（）

{

oberservers=new ArralyList();

}

 public float getLongitude()

{

 ……

}

public float getLatitude()

{

……

}

public float getTimeLast()

{

……

}

public setChange()

{

longitude=getLongitude();

latitude=getLatitude();

timeLast=getTimeLast();

notifyOberservers();

}

public void registerOberserver(Oberserver o)

{

oberservers.add(o);

}

public void deleteOberserver(Oberserver o)

{

int i=Oberservers.indexOf(o);

oberservers.remove(i);

}

public void notifyOberservers()

{

longtitude=getLongtitude();

latitude=getLatitude();

timeLast=getTimeLast();

 for(int i=0;i<oberservers.size();i++)

  {

   Oberserver oberserver=(Oberserver)oberservers.get(i);

   oberserber.update(longitude,latitude,timeLast);

}

}

}

//顯示部門類

class DisplayBoard  implements Oberserver

{

SatelliteDate data；

public DisplayData（SatelliteDate data）

{

this.data=data;

}

 public void update(float longtitude,float latitude,float timeLast)

{

 Syste.out.println("經度"+longtitude +"緯度："+latitude+"持續時間長度"+timeLast);

 

}

//計算類

class Calculate implements Oberserver

{

 

SatelliteDate data；

public DisplayData（SatelliteDate data）

{

this.data=data;

}

 

 public void update(float longtitude,float latitude,float timeLast)

{

 //這是計算過程 

}

}

 

觀察者模式總結：

1，在物件導向設計過程中，依賴關係必不可少，我們經常在為對象間的松耦合設計而努力，這是我們進行OO設計的又一個準則，除了面向介面編程以外，還需要的是把是一個變為有一個（is a to has a）。

2,觀察者模式的適用範圍，就如定義所言，適用於一對多的依賴關係，一個對象狀態的改變影響所有其它對象，比如在銀行系統中，客戶帳戶的利息的計算是依賴於銀行的利率的，那銀行的利率的改變，必須由銀行象所有的客戶通知，從而利息的計算結果也會發生變化。這裡，銀行相當於一個主題，銀行客戶就是觀察者來訂閱這個主題。可以在這裡應用觀察者模式。