設計模式 之 觀察者（Observer）模式

觀察者（observer）模式定義了一對多的依賴關係，讓多個觀察者對象能夠同時監聽某一主題對象。這個主題對象中的狀態發生改變時，就會通知所有的觀察者對象。

觀察者模式的結構圖：

結構中各個部分的含義：

• 抽象主題類（Subject）：它把所有對觀察者對象的引用都保存在一個聚集內，每個主題可以有任意多的觀察者。
• 具體主題類（ConcreteSubject）：具體主題，將有關狀態存入具體觀察者對象;當具體主題狀態改變時，向所有觀察者發出通知。
• 抽象觀察者類（Observer）：抽象觀察者，為所有的具體觀察者定義一個介面。
• 具體觀察者類（ConcreteObserver）：具體觀察者，實現抽象觀察者角色所要求的介面，以便更新本身的狀態

源代碼：

抽象主題類（Subject）：

public interface Subject {
    public void registerObserver(Observer o); //增加觀察者
    public void removeObserver(Observer o);        //刪除觀察者
    public void notifyObserver(String newState);//通知觀察者
}

具體主題類（ConcreteSubject）：

public class ConcreteSubject implements Subject{
    
    private ArrayList<Observer> observers; //觀察者集合
    
    public ConcreteSubject() {
        observers = new ArrayList<Observer>();
    }
    
    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        observers.remove(o);
    }

    @Override
    public void notifyObserver(String newstate) {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(newstate);
        }
    }
    
    public void getChange(String newState){
        notifyObserver(newState);
    }
}

抽象觀察者類（Observer）：

public interface Observer {
    public void update(String state);
}

抽象觀察者類（ConcreteObserver）：

public class ConcreteObserver implements Observer{
        
    @Override
    public void update(String state) {
        System.out.println("更新後狀態為："+ state);
    }

}

客戶端：

public class Client {
    public static void  main(String[] args) {
        ConcreteSubject s  = new ConcreteSubject();
        Observer observer = new ConcreteObserver();
        s.registerObserver(observer);
        s.getChange("新狀態");
    }
}

運行結果：

更新後狀態為：新狀態

具體情境舉例：氣象站的溫度變化更新：

抽象主題類（Subject）：

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

具體主題類：

public class CurrentConditionDisplay implements Observer,DisplayElement{

    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;
    
    public CurrentConditionDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("當前氣溫："+ temperature + "F 濕度為："+ humidity + "%");
    }

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

}

displayElement介面：

public interface DisplayElement {
    public void display();
}

抽象觀察者類（Observer）：

public interface Observer {
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

具體觀察者類（ConcreteObserver）：

public class WeatherData implements Subject{

    private ArrayList<Observer> observers;    //觀察者
    //要更新的觀察者的信息
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<Observer>();
    }
    
    @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);
//        }
        for (Observer o : observers) {
            o.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    
    public void measurementsChanged(){
        notifyObservers();
    }
    
    public void setMeasurement(float temperature, float humidity, float pressure){
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

客戶端：

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args){
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        
        CurrentConditionDisplay currentConditionDisplay = new CurrentConditionDisplay(weatherData);
        
        weatherData.setMeasurement(80, 65, 30.4f);
        weatherData.setMeasurement(82, 70, 29.2f);
        weatherData.setMeasurement(78, 90, 29.2f);
    }
}

運行結果：

當前氣溫：80.0F 濕度為：65.0%
當前氣溫：82.0F 濕度為：70.0%
當前氣溫：78.0F 濕度為：90.0%