23种设计模式——观察者模式

article/2025/9/24 17:51:10

目录

观察者模式（Observer）

理解

UML图

优缺点

观察者模式在各语言中的支持

Java

C#

实例

小丑表演

办公室摸鱼

投资者与股票

观察者模式（Observer）

本质：触发联动

目标对象变化时，会通知所有登记的观察者对象行动。

别名：

发布-订阅（Publish/Subscribe）模式
模型-视图（Model/View）模式
源-监听器（Source/Listener）模式
从属者（Dependents）模式。

理解

  • 是一对多的单向依赖：多个观察者对象同时观察一个目标对象， 观察者依赖于目标。
  • 相互观察时注意死循环
    • 若 A、B观察C，B、C观察A，则需要两套观察模式，否则死循环
  • 通知的顺序：同时
    • 多个观察者是平行的（虽然是循环，但几乎同时完成）

减少对象之间的耦合有利于系统的复用，但同时需要使这些低耦合度的对象行动协调一致（观察者对象行动的方法要保持参数一致）

UML图：

在这里插入图片描述

Subject：抽象被观察者（目标）

  • 一个目标可以被多个观察者观察。目标变化时，目标会通知所有登记的观察者
  • 拥有一个抽象观察者的引用

Observer：抽象观察者

  • 得到目标的通知时更新自己。更新方法，图上Updata()

ConcreteSubject：具体被观察者

  • 将状态存入具体现察者对象。自己变化时，给所有登记的观察者发出通知

ConcreteObserver：具体观察者

  • 拥有一个指向具体目标的引用


优缺点

优点：

  • 实现了观察者和被观察者之间的抽象耦合。
  • 动态联动
  • 广播通信。被观察者会向所有的登记的观察者发出通知。

缺点：

可能会引起无谓的操作。

由于采用广播方式，不管观察者需不需要，每个观察者都会被调用update方法

观察者模式在各语言中的支持

Java

1.Observer接口
Observer为java.util包下的一个接口，源码如下：

public interface Observer {void update(Observable o, Object arg);
}

该接口约定了观察者的行为

所有观察者需要在被观察对象发生变化时做出反应，所做的具体反应就是实现Observer接口的update方法。

  • 当前接口代表观察者，要与被观察对象交互，需要持有被观察对象Observable的引用，因此update方法一个参数的类型是Observable
  • 与调用者通信，则是使用Object类型的参数。该参数是调用者调用Observable实例的notifyObservers(Object obj)方法时传入的，也可以不传。

第一个参数是为观察者提供了一种拉取数据的方式，update中的业务可以根据所需去拉自己想要的被观察对象的信息(一般被观察对象中提供getter)，第二个参数则是由调用者调用notifyObservers(Object obj)将一些信息推过来。通过这两个参数，观察者，被观察对象，调用者(调用通知刷新方法的可能是被观察对象本身，此时只存在观察者与被观察者两者)三者就联系起来了。

2.Observable类
java.util.Observable

该类实现了被观察者的功能

该类的成员变量和方法如下：

public class Observable {private boolean changed = false;private Vector<Observer> obs;public Observable(){};protected synchronized void setChanged(){};protected synchronized void clearChanged(){};public synchronized void addObserver(Observer o){};public synchronized void deleteObserver(Observer o) {};public synchronized void deleteObservers(){};public synchronized boolean hasChanged(){};public synchronized int countObservers(){};public void notifyObservers(){};public void notifyObservers(Object arg){};
}

C#

.NET中提供了Delegate与Event机制
 


实例


小丑表演

镇上来了一位小丑，为大家表演节目，所有观看的观众会根据小丑表演的精彩与否来做出相应的反应，比如表演的好就鼓掌喝彩，表演的不好就倒喝彩，表演完毕观众就退场。

分析：

  • 观众是观察者，应该实现Observer接口
  • 小丑是被观察者，应该继承Observable类

观众会根据小丑表演的状态改变自己的行为

package com.test;import java.util.Observable;
import java.util.Observer;//观众类
public class Viewer implements Observer{private int id;public Viewer(int id) {super();this.id = id;}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}@Overridepublic void update(Observable o, Object arg) {Integer state=(Integer) arg;switch(state) {case Clown.good:applause();break;case Clown.bad:cheerback();break;case Clown.complete:exit();break;}}private void applause() {System.out.println(id+"号观众鼓掌了");}private void cheerback() {System.out.println(id+"号观众喝倒彩");}private void exit() {System.out.println(id+"号观众退场了");}}

package com.test;import java.util.Observable;
import java.util.Random;
//小丑类
public class Clown extends Observable{public static final int good=0;public static final int bad=1;public static final int complete=2;public void perform() {System.out.println("小丑开始表演");//0-2随机值int random=new Random().nextInt(2);switch(random) {case good:System.out.println("小丑表演得好");break;case bad:System.out.println("小丑表演得不好");break;}setChanged();//小丑的状态传给观众的update方法的第二个参数notifyObservers(random);}public void exit() {System.out.println("小丑表演结束");setChanged();//小丑的状态传给观众的update方法的第二个参数notifyObservers(complete);}}

package com.test;public class Test {public static void main(String[] args) {Clown c=new Clown();for(int i=1;i<4;i++) {Viewer v=new Viewer(i);c.addObserver(v);System.out.println(v.getId()+"号观众入席");}c.perform();c.exit();}}

办公室摸鱼

办公时间摸鱼， 在老板到来时，前台负责通知同事进入工作状态

  • 观察者：两个同事，需要实现Observer接口
  • 被观察者有两个：前台和老板，应该继承Observeable类
    • 前台通知：摸鱼的人改为工作状态
    • 老板通知：摸鱼的人被老板发现并且批评

package qiqi.work;import java.util.Observable;public class Boss extends Observable {private int state=0;//离开public void com() {System.out.println("我大老板回来了");state=2;//回来setChanged();//必须要写notifyObservers(state);//发出通知}}

package qiqi.work;import java.util.Observable;public class Secretary extends Observable{private int state=0;//老板离开public void see() {System.out.println("老板回来了");state=1;//老板回来啦setChanged();notifyObservers(state);}}
package qiqi.work;import java.util.Observable;
import java.util.Observer;public abstract class Observers implements Observer{protected String name;public Observers(String name) {super();this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic abstract void update(Observable o, Object arg);public abstract void see();public abstract void exit();public abstract void criticize();}
package qiqi.work;import java.util.Observable;
import java.util.Observer;public class NBAObserver extends Observers{public NBAObserver(String name) {super(name);// TODO Auto-generated constructor stub}@Overridepublic void update(Observable o, Object arg) {// TODO Auto-generated method stubInteger state=(Integer)arg;switch(state){case 0:see();break;case 1:exit();break;case 2:criticize();break;//老板通知}}@Overridepublic void see() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+"看NBA");}@Overridepublic void exit() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+"停止看NBA，开始工作");}@Overridepublic void criticize() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+"你居然在工作时间看NBA，快工作！");}}

package qiqi.work;import java.util.Observable;public class StockObserver extends Observers{public StockObserver(String name) {super(name);// TODO Auto-generated constructor stub}@Overridepublic void see() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+"看股票");}@Overridepublic void exit() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+"停止看股票，开始工作");}@Overridepublic void criticize() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+"你居然在工作时间看股票，快工作！");}@Overridepublic void update(Observable o, Object arg) {// TODO Auto-generated method stubInteger state=(Integer)arg;switch(state){case 0:see();break;case 1:exit();break;//秘书通知case 2:criticize();break;//老板通知}}}
package qiqi.work;public class Test {public static void main(String[] args) {NBAObserver nba=new NBAObserver("张三");StockObserver stock=new StockObserver("李四");Secretary s=new Secretary();s.addObserver(nba);s.addObserver(stock);s.see();Boss b=new Boss();b.addObserver(nba);b.addObserver(stock);b.com();}}

投资者与股票

注册的投资者在股票市场发生变化时，可以自动得到通知的功能

当观察者数量无法确定时，可以用一个List来保存观察者

不使用Observer类和接口，代码如下：

package com.invest;//观察者接口
public interface IInvestor {void update(Stock stock);
}
package com.invest;//具体观察者
public class Investor implements IInvestor{private String name;private Stock stock;public Investor(String name) {super();this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Stock getStock() {return stock;}public void setStock(Stock stock) {this.stock = stock;}@Overridepublic void update(Stock stock) {System.out.println(name+" "+stock.symbol+" "+stock.price);}}
package com.invest;import java.util.ArrayList;//抽象被观察者
public abstract class Stock {protected String symbol;protected double price;private ArrayList<Investor> investors=new ArrayList<Investor>();public Stock(String symbol, double price) {super();this.symbol = symbol;this.price = price;}public String getSymbol() {return symbol;}public void setSymbol(String symbol) {this.symbol = symbol;}public double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;Notify();//状态改变，触发通知}public void Attach(Investor investor) {investors.add(investor);}public void Detach(Investor investor) {investors.remove(investor);}public void Notify() {for(Investor i:investors)i.update(this);}}
package com.invest;//具体被观察者
public class QQ extends Stock{public QQ(String symbol, double price) {super(symbol, price);// TODO Auto-generated constructor stub}}
package com.invest;public class Test {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubInvestor i1=new Investor("张三");Investor i2=new Investor("李四");Stock s=new QQ("腾讯",120.1);s.Attach(i1);s.Attach(i2);s.setPrice(120.4);s.setPrice(121.1);s.Detach(i2);s.setPrice(122.2);}}

使用Observer接口和Observerable类，代码如下：

package com.invest1;import java.util.Observable;
import java.util.Observer;//观察者
public class Investor implements Observer{private String name;public Investor(String name) {super();this.name = name;}@Overridepublic void update(Observable o, Object arg) {Integer a=(Integer)arg;if(a==Stock.getState()) System.out.println(name+"买的股票："+Stock.getSymble()+"价格变为"+Stock.getPrice());}}

package com.invest1;import java.util.Observable;public class Stock extends Observable{private static String symble;private static double price;private static int state=0;//1表示状态变化，0表示不变public Stock(String symble, double price) {super();this.symble = symble;this.price = price;}public static String getSymble() {return symble;}public void setSymble(String symble) {this.symble = symble;}public static double getPrice() {return price;}public void setPrice(double price) {this.price = price;change();//价格改变，被观察者的状态改变}public void change() {setChanged();setState(1);notifyObservers(getState());//1表示状态变化，0表示不变}public static int getState() {return state;}public static void setState(int state) {Stock.state = state;}}
package com.invest1;public class Main {public static void main(String[] args) {Investor i1=new Investor("张三");Investor i2=new Investor("李四");Stock s=new Stock("谷歌",120.1);s.addObserver(i1);s.addObserver(i2);s.setPrice(122.1);}}


http://chatgpt.dhexx.cn/article/jdPMu2Gq.shtml

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