观察者模式(Observer Pattern).docx

设计模式系列之三：观察者模式(Observer Pattern)收藏观察者模式一、引子气象站监测应用的概况系统分三个部分气象站：获取实际气象数据的物理装置WeatherData对象：追踪来自气象站的数据，并更新布告板。布告板：显示目前天气状况给用户。包括目前状况、气象统计、天气预报。这个项目要完成的任务是：利用WeatherData对象取得数据，并更新三个布告板。二、WeatherData类Class WeatherData getTemperature() getHumidity() getPressure() measurementChanged()1.WeatherData具有getter方法，可以取得三个测量值：温度、湿度和气压。我们不在乎这些值“如何”被设置，WeatherData对象自己知道如何从气象站取得更新数据。2.当新数据备妥时，measurementChanged()方法会被调用（我们不在乎次方法是如何调用，只在乎它被调用了）。3.我们需要实现三个使用天气数据的布告板：目前状况、气象统计、天气预报。4.此系统可以扩展，让其他开发人员建立定制的布告板，用户可以随心所欲地添加或删除任何布告板。二、错误的示范在measurementChanged()方法中添加我们的代码：public class WeatherDatapublic void measurementChanged()float temp = getTemperature();float humidity = getHumidity();float pressure = getPressure();/调用每个布告板更新显示，出入最新的测量。/但是，针对具体实现编程，会导致我们以后增加或删除布告板时必须修改程序。/这是改变的地方，需要封装起来。/不过，至少这里看起来像是一个统一的接口。/布告板的方法名称都是update()，参数都相同。currentConditionsDisplay.update(temp,humidity,pressure);statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure);forecastDisney.update(temp,humidity,pressure);三、认识观察着模式报纸杂志的订阅1.报社的业务就是出版报纸(主题subject)2.向某家报社订阅报纸，只要他们有新报纸出版，就会给你送来。只要你是他们的订户，你就会一直收到新报纸（注册为观察者observer之后，主题就会不断地向观察者发送最新信息）3.当你不想再看报纸时，取消订阅，他们就不会再送新报纸（观察者取消注册，不再是观察者，主题不再发送信息）4.只要报社还在运行，就会一直有人向他们订阅报纸或取消订阅。（可以随时注册成观察者，或者取消注册）.出版者+订阅者=观察者模式四、定义观察者模式及类图观察者模式：定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，他的所有依赖者都会受到通知并自动更新。类图五、松耦合的威力观察者模式提供了一种对象设计，让主题和观察者之间松耦合。为什么呢？关于观察者的一切，主题只知道观察者实现了某个接口（也就是Observer接口）。主题不需要知道观察者的具体类是谁、做了些什么或其他任何细节。任何时候我们都可以增加新的观察者。因为注意唯一依赖的是一个实现Observer接口的对象列表，事实上，在运行时我们可以用新的观察者取代现有的观察者，主题不会受到任何影响。同样，也可以随时删除某些观察者。有新类型的观察者出现时，主题的代码不需要修改。假如我们有个新的具体类需要当观察者，我不不需要为了兼容新类型而修改主题的代码，所要做的就是在新的类里实现此观察者接口，然后注册为观察者即可。主题不在乎别的，它只会发送通知给所有实现了观察者接口的对象。我们可以独立地复用主题或观察者，因为二者并非紧耦合。改变主题或观察者其中一方，并不会影响另一方。因为两者是松耦合的，所以只要他们之间的接口仍被遵守，我们就可以自由第改变它们。设计原则：为了交互对象直接的松耦合设计而努力。松耦合的设计之所以能让我们建立有弹性的OO系统，能够应对变化，是因为对象之间的相互依赖降到了最低。六、类图1.主题类2.观察者类3. 气象站类图七、源码观察者模式推push的方式由主题主动将数据送给观察者。拉pull的方式主题提供一些公开的getter方法，让观察者“拉”走需要的数据。辩论：1.主题可以让观察者拉走数据，但是观察者可能需要调用很多次才能收集齐全所要的数据，而推的方式是主题把自己的数据全部传送给观察者，观察者可以在一次通知中得到所有状态数据。2.但是，观察者种类众多，主题不可能事先料到所要观察者的不同需求。观察者直接去拉走需要的数据，这样一来，如果观察者需要一点点数据，就不会强迫受到一堆数据了。同时，也便于以后扩展。如果主题决定增加更多的状态数据，就不用修改和更新对每个观察者的调用，只需改变自己允许更多的getter方法来取得新增的装态。1.推push的方式view plaincopy to clipboardprint?1. ISubject.cs2. 3. interfaceISubject4. 5. 6. 7. /这两个方法都需要观察着做参数，该观察者是用来被注册或删除的8. 9. voidregisterObserver(IObservero);10. 11. voidremoveObserver(IObservero);12. 13. /当主题状态改变时，这个方法被调用，通知所有观察者14. 15. voidnotifyObserver();16. 17. 18. 19. 20. 21. WeatherData.cs22. 23. classWeatherData:ISubject24. 25. 26. 27. /加上一个ArrayList来记录观察者，此ArrayList在构造器中建立。28. 29. privateArrayListobservers;30. 31. privatefloattemperature;32. 33. privatefloathumidity;34. 35. privatefloatpressure;36. 37. publicWeatherData()38. 39. 40. 41. observers=newArrayList();42. 43. 44. 45. #regionISubjectMembers46. 47. /当注册观察者时，我们只要把它加到ArrayList的后面即可48. 49. publicvoidregisterObserver(IObservero)50. 51. 52. 53. observers.Add(o);54. 55. 56. 57. /观察者取消注册，我们把它从ArrayList中删除即可58. 59. publicvoidremoveObserver(IObservero)60. 61. 62. 63. inti=observers.IndexOf(o);64. 65. if(i=0)66. 67. 68. 69. observers.Remove(o);70. 71. 72. 73. 74. 75. /此处，我们把状态告诉每一个观察者。76. 77. /因为观察者都实现了update()，所有我们知道如何通知他们.78. 79. publicvoidnotifyObserver()80. 81. 82. 83. foreach(IObserverobserverinobservers)84. 85. 86. 87. observer.update(temperature,humidity,pressure);88. 89. 90. 91. 92. 93. #endregion94. 95. /从气象站得到更新观测值时，我们通知观察者。96. 97. publicvoidmeasurementsChanged()98. 99. 100. 101. notifyObserver();102. 103. 104. 105. publicvoidsetMeasuremensts(floattemperature,floathumidity,floatpressure)106. 107. 108. 109. this.temperature=temperature;110. 111. this.humidity=humidity;112. 113. this.pressure=pressure;114. 115. measurementsChanged();116. 117. 118. 119. 120. 121. 122. IObserver.cs123. 124. /所有观察者都必须实现update方法，以实现观察者接口。125. 126. interfaceIObserver127. 128. 129. 130. /当气象观测值改变时，主题会把这些状态当作方法的参数，传送给观察者131. 132. voidupdate(floattemp,floathumidity,floatpressure);133. 134. 135. 136. 137. IDisplayElement.cs138. 139. /DisplayElement接口只包含了一个display方法，140. 141. /当布告板需要显示时，调用此方法142. 143. interfaceIDisplayElement144. 145. 146. 147. voiddisplay();148. 149. 150. 151. 152. StatisticsDisplay.cs153. 154. classStatisticsDisplay:IObserver,IDisplayElement155. 156. 157. 158. #regionMembers159. 160. privatefloatmaxTemp=0.0f;161. 162. privatefloatminTemp=200;/setintialhighsothatminimum163. 164. 165. /issetfirstinvokation166. 167. privatefloattemperatureSum=0.0f;168. 169. privateintnumReadings=0;170. 171. privateISubjectweatherData;172. 173. #endregion/Members174. 175. 176. #regionNumberOfReadingsProperty177. 178. publicintNumberOfReadings179. 180. 181. 182. get183. 184. 185. 186. returnnumReadings;187. 188. 189. 190. 191. 192. #endregion/NumberOfReadingsProperty193. 194. 195. #regionConstructor196. 197. publicStatisticsDisplay(ISubjectweatherData)198. 199. 200. 201. this.weatherData=weatherData;202. 203. weatherData.registerObserver(this);204. 205. 206. 207. #endregion/Constructor208. 209. 210. #regionIObserverMembers211. 212. publicvoidupdate(floattemperature,floathumidity,floatpressure)213. 214. 215. 216. temperatureSum+=temperature;217. 218. numReadings+;219. 220. 221. if(temperaturemaxTemp)222. 223. 224. 225. maxTemp=temperature;226. 227. 228. 229. 230. if(temperaturelastPressure)369. 370. 371. 372. str+=Improvingweatherontheway!;373. 374. 375. 376. elseif(currentPressure=lastPressure)377. 378. 379. 380. str+=Moreofthesame;381. 382. 383. 384. elseif(currentPressurelastPressure)385. 386. 387. 388. str+=Watchoutforcooler,rainyweather;389. 390. 391. 392. 393. System.Console.WriteLine(str);394. 395. 396. 397. #endregion398. 399. 400. 401. 402. 403. Program.cs404. 405. classProgram406. 407. 408. 409. staticvoidMain(stringargs)410. 411. 412. 413. WeatherDataweatherData=newWeatherData();414. 415. CurrentConditionsDisplaycurrentDisplay=newCurrentConditionsDisplay(weatherData);416. 417. ForcastDisplayforcastDisplay=newForcastDisplay(weatherData);418. 419. StatisticsDisplaystatisticsDisplay=newStatisticsDisplay(weatherData);420. 421. weatherData.setMeasuremensts(80,65,30.4F);422. 423. 424. 425. 2.拉pull的方式以WeatherData.cs和CurrentConditionsDisplay.cs为例进行说明view plaincopy to clipboardprint?1. WeatherData.cs2. 3. classWeatherData:ISubject4. 5. 6. 7. /加上一个ArrayList来记录观察者，此ArrayList在构造器中建立。8. 9. privateArrayListobservers;10. 11. privatefloattemperature;12. 13. privatefloathumidity;14. 15. privatefloatpressure;16. 17. publicWeatherData()18. 19. 20. 21. observers=newArrayList();22. 23. 24. 25. #regionISubjectMembers26. 27. /当注册观察者时，我们只要把它加到ArrayList的后面即可28. 29. publicvoidregisterObserver(IObservero)30. 31. 32. 33. observers.Add(o);34. 35. 36. 37. /观察者取消注册，我们把它从ArrayList中删除即可38. 39. publicvoidremoveObserver(IObservero)40. 41. 42. 43. inti=observers.IndexOf(o);44. 45. if(i=0)46. 47. 48. 49. observers.Remove(o);50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. /此处，我们把状态告诉每一个观察者。57. 58. /因为观察者都实现了update()，所有我们知道如何通知他们.59. 60. publicvoidnotifyObserver()61. 62. 63. 64. foreach(IObserverobserverinobservers)65. 66. 67. 68. observer.update();69. 70. 71. 72. 73. 74. #endregion75. 76. 77. /从气象站得到更新观测值时，我们通知观察者。78. 79. publicvoidmeasurementsChanged()80. 81. 82. 83. notifyObserver();84. 85. 86. 87. publicvoidsetMeasuremensts(floattemperature,floathumidity,floatpressure)88. 89. 90. 91. this.temperature=temperature;92. 93. this.humidity=humidity;94. 95. this.pressure=pressure;96. 97. measurementsChanged();98. 99. 100. 101. 102. publicfloatgetTemperature()103. 104. 105. 106. returntemperature;107. 108. 109. 110. publicfloatgetHumidity()111. 112. 113. 114. returnhumidity;115. 116. 117. 118. publicfloatgetPressure()119. 120. 121. 122. returnpressure;123. 124. 125. 126. 127. 128. 129. 130. CurrentConditionsDisplay.cs131. 132. classCurrentConditionsDisplay:IObserver,IDisplayElement133. 134. 135. 136. privatefloattemperature;137. 138. privatefloathumidity;139. 140. privateISubjectweatherData;141. 142. publicCurrentConditionsDisplay(ISubjectweatherData)143. 144. 145. 146. this.weatherData=weatherData