[設計模式]行為型模式-觀察者模式

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前言 觀察者模式(Observer Pattern)是一種行為型設計模式,它定義了一種一對多的依賴關係,當一個對象的狀態發生改變時,其所有依賴者都會收到通知並自動更新。 在觀察者模式中,有兩種主要的角色: 觀察者(Observer):觀察者是一個介面或抽象類,它定義了一個更新的介面,使得被觀察者在狀 ...


前言

觀察者模式(Observer Pattern)是一種行為型設計模式,它定義了一種一對多的依賴關係,當一個對象的狀態發生改變時,其所有依賴者都會收到通知並自動更新。

在觀察者模式中,有兩種主要的角色:

  • 觀察者(Observer):觀察者是一個介面或抽象類,它定義了一個更新的介面,使得被觀察者在狀態發生變化時可以通知觀察者進行更新操作。
  • 被觀察者(Subject):被觀察者是一個類,它維護了一組觀察者對象,並提供了添加、刪除和通知觀察者的方法。當被觀察者的狀態發生變化時,它會通知所有的觀察者進行更新操作。

被觀察者對象在狀態或內容(數據)發生變化時,會通知所有觀察者對象,使它們能夠做出相應的變化(如自動更新自己的信息)。

工作原理

  1. 觀察者通過訂閱被觀察者,註冊自己到被觀察者的觀察者列表中。
  2. 被觀察者維護了一個觀察者列表,當自身狀態發生變化時,遍歷觀察者列表,調用每個觀察者的更新方法。
  3. 觀察者收到通知後,執行相應的更新操作,通常是從被觀察者獲取最新的狀態信息,併進行相應的處理。

優點

  1. 解耦性: 觀察者模式將觀察者和被觀察者解耦,使得它們可以獨立地變化和復用。
  2. 可擴展性: 可以根據需要動態地增加和刪除觀察者,從而實現系統的靈活性和可擴展性。
  3. 通知機制: 觀察者模式提供了一種簡單的通知機制,使得被觀察者可以在狀態發生變化時通知所有的觀察者。

缺點

  1. 可能引起迴圈依賴: 如果觀察者和被觀察者之間存在雙向依賴關係,可能會導致迴圈依賴的問題。這樣會使系統變得複雜,難以維護和理解。
  2. 通知順序不確定: 觀察者模式中觀察者的通知順序通常是不確定的,這可能會導致一些問題,特別是在多個觀察者對同一事件進行響應時。
  3. 可能導致性能問題: 如果被觀察者對象頻繁地改變狀態,會導致大量的通知操作,可能會影響系統的性能。
  4. 可能引發併發問題: 如果在多線程環境下使用觀察者模式,可能會引發併發問題,需要額外的同步措施來保證線程安全。
  5. 過多的細粒度對象: 觀察者模式可能會導致系統中存在大量的細粒度的觀察者對象,這可能會增加系統的複雜性和記憶體消耗。

示例代碼

Go

代碼文件: observer/observer.go

package observer

import "fmt"

// 觀察者介面
type Observer interface {
	Update(myapp MyAPP)
}

// 被觀察者
type MyAPP struct {
	observers []Observer
	serverity int
}

func (m *MyAPP) GetServerity() int {
	return m.serverity
}

func (m *MyAPP) SetServerity(s int) {
	if s < 0 || s > 3 {
		fmt.Println("serverity must be an integer between 0 and 3")
		return
	}
	m.serverity = s
	fmt.Printf("Current severity is %d.\n", m.serverity)
	m.notify()
}

func (m *MyAPP) notify() {
	for _, observer := range m.observers {
		observer.Update(*m)
	}
}

func (m *MyAPP) AddObserver(observer Observer) {
	m.observers = append(m.observers, observer)
}

type Employee struct{}

func (e *Employee) Update(myapp MyAPP) {
	if myapp.GetServerity() == 1 {
		fmt.Println("Employee: I'm notified!")
	}
}

type Manager struct{}

func (m *Manager) Update(myapp MyAPP) {
	if myapp.GetServerity() == 2 {
		fmt.Println("Manager: I'm notified!")
	}
}

type Director struct{}

func (d *Director) Update(myapp MyAPP) {
	if myapp.GetServerity() == 3 {
		fmt.Println("Director: I'm notified!")
	}
}

代碼文件: main.go

package main

import (
	"design-pattern-go/observer"
)

func main() {
	myapp := &observer.MyAPP{}

	employee := &observer.Employee{}
	manager := &observer.Manager{}
	director := &observer.Director{}

	myapp.AddObserver(employee)
	myapp.AddObserver(manager)
	myapp.AddObserver(director)

	myapp.SetServerity(0)
	myapp.SetServerity(1)
	myapp.SetServerity(2)
	myapp.SetServerity(3)
	myapp.SetServerity(4)
}

運行結果

$ go run main.go

Current severity is 0.
Current severity is 1.
Employee: I'm notified!
Current severity is 2.
Manager: I'm notified!
Current severity is 3.
Director: I'm notified!
serverity must be an integer between 0 and 3

Python

from abc import ABCMeta, abstractmethod


class MyApp:
    """被觀察者"""
    def __init__(self):
        self.__observers = []
        self.__severity = 0

    def get_severity(self):
        return self.__severity

    def set_severity(self, severity: int):
        if not isinstance(severity, int) or severity < 0 or severity > 3:
            raise ValueError("severity must be an integer between 0 and 3")
        self.__severity = severity
        print(f"current severity: {severity}")
        self.notify()

    def add_observer(self, observer):
        self.__observers.append(observer)
    
    def notify(self):
        """遍歷觀察者列表, 調用每個觀察者的update方法"""
        for o in self.__observers:
            o.update(self)

class Observer(metaclass=ABCMeta):
    """觀察者基類"""
    @abstractmethod
    def update(self, myapp: MyApp):
        pass


class Employee(Observer):
    def update(self, myapp: MyApp):
        if myapp.get_severity() == 1:
            print("An employee is notified")


class Manager(Observer):
    def update(self, myapp: MyApp):
        if myapp.get_severity() == 2:
            print("A manager is notified")

class Director(Observer):
    def update(self, myapp: MyApp):
        if myapp.get_severity() == 3:
            print("A director is notified")


if __name__ == "__main__":
    myapp = MyApp()

    employee = Employee()
    manager = Manager()
    director = Director()

    myapp.add_observer(employee)
    myapp.add_observer(manager)
    myapp.add_observer(director)

    myapp.set_severity(1)
    myapp.set_severity(2)
    myapp.set_severity(3)

運行結果:

$ python .\observer.py

current severity: 1
An employee is notified
current severity: 2
A manager is notified
current severity: 3
A director is notified

本文來自博客園,作者:花酒鋤作田,轉載請註明原文鏈接:https://www.cnblogs.com/XY-Heruo/p/18225460


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