讓對象保持消息靈通

01需求

一個WeatherData對象負責追蹤目前的天氣狀況（溫度，濕度，氣壓）。希望你們能建立一個應用，有三種佈告板，分別顯示目前的狀況、氣象統計及簡單的預報。當WeatherObject對象獲得最新的測量數據時，三種佈告板必須實時更新。而且，這是一個可以擴展的氣象站，Weather-O-Rama氣象站希望公佈一組API，好讓其他開發人員可以寫出自己的氣象佈告板，並插入此應用中，我們希望能提供這樣的API。

class WeatherData{
        public int getTemperature(){
        }
        public int getHumidity(){
        }
        public int getPressure(){
        }
        public void measurementsChanged(){
        //一旦氣象測量更新，此方法會被調用
        }
}

實現1

public class WeatherData {
    // 實例變數聲明
    public void measurementsChanged() {
       float temp = getTemperature();
       float humidity = getHumidity();
       float pressure = getPressure();
       currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
       statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
       forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
    }
// 這裡是其他WeatherData方法
}

缺點：
>針對實現編程
對於每個新的顯示，都得修改這份代碼
沒有辦法在運行時添加/移除顯示元素
沒有封裝改變的部分

02觀察者模式

觀察者模式：定義對象之間的一對多依賴，這樣一來，當一個對象改變狀態時，它的所有依賴者都會收到通知並自動更新；

有幾種不同的實現方法，大多數圍繞著包括主題和觀察者介面的類設計

類圖：

第四個設計原則：為了交互對象之間松耦合設計而努力。
>主題只知道觀察者實現了某個介面（也就是Observer介面）
任何時候我們都可以增加新的觀察者。也可以在任何時候刪除某些觀察者。
有新類型的觀察者出現時，主題的代碼不需要修改，
獨立復用主題和觀察者
改變主題/觀察者其中一方，不會影響另一方

實現2

設計氣象站

實現氣象站

1.構建主題subject和觀察者observer介面

//主題介面
public interface Subject{
    //註冊觀察者
    public void registerObserver(Observer o);
    //刪除觀察者
    public void removeObserver(Observer o);
    //當主題狀態改變時，這個方法會被調用，以通知所有的觀察者
    public void notifyObserver();
}

public interface Observer {
    //當氣象觀測值改變時，主題會把這些狀態值當作方法的參數，傳送給觀察者
    public void update(float temp,float humidity,float pressure);
}

public interface DisplayElement{
    //當需要顯示時，調用此方法
    public void display();
}

2.WeatherData類實現主題介面

public class WeatherData implements Subject{
    
    private ArrayList<observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public WeatherData(){
        observers=new ArrayList<observer>();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);//一個觀察者註冊的時候，把它添加到list的末端
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i=observers.indexOf(o);//獲得對象索引
        if(i&gt;=0){
            observers.remove(i);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {
        for(Observer observer:observers){
            observer.update(temperature,humidity,pressure);
        }
    }
    //當從氣象站得到更新觀測值時，我們通知觀察者
    public void measurementsChanged(){
        notifyObserver();
    }

    //測試數據
    public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure){
        this.temperature=temperature;
        this.humidity=humidity;
        this.pressure=pressure;
        measurementsChanged();
    }
    //WeatherData的其他方法
}

3.構造顯示元素
顯示類實現Observer介面，所以可以從WeatherData對象中獲取變化

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

    //構造器被傳入weatherData對象(Subject)，用它來把 【顯示】 註冊為 【觀察者】
    public CurrentConditionDisplay(WeatherData weatherData){
        this.weatherData=weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("current conditions:" + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        this.temperature=temp;
        this.humidity=humidity;
        display();
    }
}

4.啟動氣象站

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
       //創建對象
       WeatherData weatherData = new WeatherData();
      //創建顯示
       CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
      //模擬氣象測量
       weatherData.setMeasurements(80,65,30.4f);
    }
}

缺點：
>每次更新信息都會全部通知到每個觀察者，而觀察者只想要有用的信息；
不能擴展更多的顯示【因為觀察者介面的update方法是固定參數】

實現3（改進）

我們可以讓Observer按需要從Subject拉取。當Subiect的數據變化，我們馬上通過調用update()傳送數據，推送新的溫度、濕度和氣壓值給Observer。
為了切換到拉取方式，我們需要對已有代碼做一些小小的修改
Subject的發送通知.....
修改WeatherData中的notifyObservers()方法，不帶參數地調用Observer中的update()方法：

public void notifyobservers() {
  for(Observer observer:observers){
      observer.update();
  }
}

Observer的接收通知....
修改Observer介面，改變update()方法的簽名，這樣它就沒有參數了:

public interface Observer {
  public void update();
}

修改每個具體Observer，改變其各自的update0方法的簽名，並使用WeatherData的getter方法從Subject獲取氣象數據。CurrentConditionsDisplay類的新代碼如下:

public void update() {
  this.temperature = weatherData.getTemperature();
  this,humidity = weatherData.getHumidity();
  display();
}

總結

OO基礎：抽象
OO原則：
>封裝變化。
組合優於繼承
針對介面編程，而不是針對實現。
儘力達到交互對象之間的松耦合設計。【新增】

OO模式：
觀察者模式：定義對象之間的一對多依賴這樣，當一個對象改變狀態時，它的所有依賴者會被通知並自動更新。

要點

觀察者模式定義對象之間的一對多關係。
主題使用通用介面更新觀察者。
任何具體類型的觀察者都可參與該模式，只要它們實現察者介面。
觀察者是松耦合的，除了知道它們實現觀察者介面之外，主題對它們的其他事情不知情
使用該模式時，你可以從主題推或拉數據(拉被認為更“正確”)
Swing大量使用觀察者模式許多GUI框架也是這樣。
你也會在其他很多地方發現該模式，包括RxJava、JavaBeans和RMI，以及其他語言的框架，像Cocoa、Swift和JavaScript事件。
觀察者模式和出版/訂閱模式相關。出版/訂閱模式用於更複雜得多主題和/或多消息類型的情形。
觀察者模式是一個常用的模式，當我們學習模型-視圖-控制器時，還會看到它。