Weather_Station.ppt

1、Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama气象站信息发布系统,软件学院 辛国栋,Weather-O-Rama Weather Station,问题,在日常生活中，常常会用这样的情形：当某件事发生时，应该通知所有的相关者。 例如，如果我们的课程改变时间或地点，就应该通知所有选修了这门课程的同学。 在软件设计中，也有类似的问题：当一个对象的状态发生变化时，如何能够通知与其相关的所有其他对象，而不用修改该对象的代码？,Weather-O-Rama Weather Station,New mission:,恭喜贵公司获选为敝公司建设下一代Internet

2、气象观察站！改气象站必须建议在我们专利申请中的WeatherData对象上，由WeatherData对象负责追踪目前的天气情况（温度、湿度、气压）。我们希望贵公司能建立一个应用，有三种布告板，分别显示目前的状况、气象统计及简单的预报。当WeatherData获得最新的测量数据时，三种布告板必须实时更新。 而且我们希望这是一个可扩展的气象站，Weather-O-Rama气象站希望公布一组API，好让其他的开发人员写出自己的气象布告板，并插入此应用中，希望贵公司提供这样的API Weather-O-Rama气象站有很好的商业运行模式：一旦客户上钩，他们使用布告板都要付钱。为了感谢贵公司建立此系统，

3、我们将以公司的股份作为支付。,Weather-O-Rama Weather Station,需求分析：-甲方提供的内容,Weather-O-Rama提供的内容 提供WeatherData对象，该对象能够获取目前的天气情况 温度 湿度 气压 也就是说，气象站已经实现了如何获取温度、湿度和气压的方法。,Weather-O-Rama Weather Station,需求分析：-乙方的工作及要求,需要乙方建立一个应用，有三种布告板 目前状况（温度，湿度，气压值显示）的布告 气象统计（如平均温度，平均湿度、最高温度等） 简单预报（短时间内的天气预报） 要求 三个布告板必须在WeatherData对象获取

4、新数据后立刻更新三个公布板。 该应用应该支持扩展，乙方应该提供API，以便其他的程序员写出自己的布告板，并插入到该系统中。 相关的设计和文档随应用程序一并交付。,Weather-O-Rama Weather Station,需求分析：-乙方的回报,气象站（甲方）的运营方式 客户订阅气象站服务，客户订阅每个布告板都需要付钱。 乙方完成任务后得到的回报 股权支付方式,Weather-O-Rama Weather Station,气象发布系统概况,湿度传感器,温度传感器,气压传感器,气象站,WeatherData object,天气预报： 明天下刀子，请预备铁锅！,Weather-O-Rama提供的

5、部分,我们要实现的部分,抽取数据,显示报告,显示设备 有三种显示报告,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama提供的WeatherData.java,/* 当气象测量数据改变时 调用该方法 */ Public void measurementsChanged() /在此编写你的代码 ,我们的任务就是实现measurementsChanged()，让他更新当前天气、天气统计、天气预报三种报告,Weather-O-Rama Weather Station,我们到现在为止知道些什么？,WeatherData类定义了获得温度、湿度和气压的方法。 只要有

6、新的气象数据measurementsChanged()方法就会被调用 我们需要使用气象数据来提供三种报告，并且，每当WeatherData有新的数据时这三种报告就要更新。 我们要开发的系统必须是可扩展的。 其他开发者可以建立定制的报告，用户可以随意增减他们需要的报告。目前，我们只知道三种报告类型：当前天气情况、气象统计报告、天气预报。,Weather-O-Rama Weather Station,Public class WeatherData /声明实例变量 Public void measurementsChanged() float temp=getTemperature(); floa

7、t humidity = getHumidity(); float pressure=getPressure(); currentConditionDisplay.update(temp,humidity,pressure); statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure); forecastDisplay.update(temp,humidity,pressure); /其他方法 ,获得最新的气象数据,调用每个报告对象，更新显示,因为气象数据发生变化时measurementsChanged()会自动被执行，所以,我们自然会想到下面的解决方案,

8、Weather-O-Rama Weather Station,Public class WeatherData /声明实例变量 Public void measurementsChanged() float temp=getTemperature(); float humidity = getHumidity(); float pressure=getPressure(); currentConditionDisplay.update(temp,humidity,pressure); statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure); forec

9、astDisplay.update(temp,humidity,pressure); /其他方法 ,是针对实现编程还是针对接口编程? 每增加一个新的报告我们都必须修改代码吗？ 在运行时我们能动态增加或取消某类报告吗？,这个解决方案好吗？,Weather-O-Rama Weather Station,Public class WeatherData /声明示例变量 Public void measurementsChanged() float temp=getTemperature(); float humidity = getHumidity(); float pressure=getPres

10、sure(); currentConditionDisplay.update(temp,humidity,pressure); statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure); forecastDisplay.update(temp,humidity,pressure); /其他方法 ,由于是对具体实现的编程，所以不修改程序我们无法增加或删除报告,我们的问题在那里？,Weather-O-Rama Weather Station,从生活中获得灵感,出版商,订阅者,A,B,C,D,E,E,A,B,C,D,2,3,1,4,新报纸刊出,1:N,Weat

11、her-O-Rama Weather Station,OO jargon,在面向对象的语言中 出版商=Subject(主题) 订阅者observer（观察者）,Weather-O-Rama Weather Station,Public class WeatherData /声明示例变量 Public void measurementsChanged() float temp=getTemperature(); float humidity = getHumidity(); float pressure=getPressure(); currentConditionDisplay.update(

12、temp,humidity,pressure); statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure); forecastDisplay.update(temp,humidity,pressure); /其他方法 ,由于是对具体实现的编程，所以不修改程序我们无法增加或删除报告,我们的问题在那里？,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,/各个公告板获得更新 currentConditionDisplay.update(temp,humidity,pressure); statisticsDi

13、splay.update(temp,humidity,pressure); forecastDisplay.update(temp,humidity,pressure);,是针对实现编程还是针对接口编程? 调用具体的显示设备进行更新，是针对具体编程，这样一旦有了新的公告板需要更改上面的代码，因此需要对上面进行改进。 一种方法是将各种公告板共同特征提取出来，形成一个超类，具体的公告板从超类继承下来。子类从超类继承方法。 另外一种方法是抽象出一个公共的接口，实现update功能。 讨论那种实现方法更好一点？ 各个公告板都应该有自己的显示方式，因此应该有一个display()方法，参考Simuduc

14、k的例子，设计成接口,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,/ Observer.java public interface Observer public void update(float temp, float humidity, float pressure); / DisplayElement .java public interface DisplayElement public void display(); ,Weat

15、her-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,针对接口编程，而不是针对具体编程，这样要求我们对WeatherData类进行抽象，形成一个接口。 因为WeatherData是“出版商”，因此需要 应该有添加用户的方法 应该有删除用户的方法 因为更新部分放到了用户，因此应该有通知用户读取新数据的方法。,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,WeatherData除了接口中的方法之外，另外还有Weather-O-Rama气象站提供给我们的温度湿度和压力的获取方法，以及measurementCh

16、anged方法。这是气象站提供的方法，可以在此方法中调用notifyOberver方法，实现通知用户更新的目的。,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,出版商,订阅者,A,B,C,D,E,E,A,B,C,D,2,3,1,4,新报纸刊出,1:N,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,根据生活中的经验，用户定报纸应该向出版商定。 出版商应该有客户名单，即客户的信息，一般按期把信

17、息给客户送过来。 因此客户和出版商直接应该有关系 面向对象的语言应该是关联。 出版商应该拥有每个客户的信息，记录在名单上。也就是说应该包含每个客户的对象。 客户应该有出版商的信息，以便选择服务与否。,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,发布信息,订阅与否,？,Weather-O-Rama Weather Station,Weather-O-Rama实现思路,Weather-O-Rama Weather Station,高质量设计的原则-松耦合(loose Coupling),如果两个对象是松耦合的，则他们可以相互作用，但彼此的依赖

18、性很小。 观察者模式符合松耦合的原则。因为： 主题(subject)只需要知道其观察者(Observer)实现了某个接口。 可以随时加入观察者。 不需要修改主题就可以加入新的类型的观察者 主题和观察者都可以独立地被复用 修改主题或观察者都不会影响另一方。 观察者之间互不相干。,Weather-O-Rama Weather Station,接口：,/ Subject.java public interface Subject public void registerObserver(Observer o); public void removeObserver(Observer o); publ

19、ic void notifyObservers(); / Observer.java public interface Observer public void update(float temp, float humidity, float pressure); / DisplayElement .java public interface DisplayElement public void display(); ,Weather-O-Rama Weather Station,WeatherData.java,/ WeatherData.java import java.util.Arra

20、yList; public class WeatherData implements Subject private ArrayList observers; private float temperature; private float humidity; private float pressure; public WeatherData() /构造方法 observers = new ArrayList(); / 下页还有,Weather-O-Rama Weather Station,WeatherData.java,/续WeatherData.java public void reg

21、isterObserver(Observer o) observers.add(o); public void removeObserver(Observer o) int i = observers.indexOf(o); if (i = 0) observers.remove(i); ,Weather-O-Rama Weather Station,WeatherData.java,/续WeatherData.java /对所用的observer进行更新 public void notifyObservers() for (int i = 0; i observers.size(); i+)

22、 Observer observer = (Observer)observers.get(i); observer.update(temperature, humidity, pressure); ,Weather-O-Rama Weather Station,编写代码,/续WeatherData.java public void measurementsChanged() notifyObservers(); public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) this.temperat

23、ure = temperature; this.humidity = humidity; this.pressure = pressure; measurementsChanged(); / other WeatherData methods here ,Weather-O-Rama Weather Station,CurrentConditionsDisplay,public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement private float temperature; private float h

24、umidity; private Subject weatherData; public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) this.weatherData = weatherData; weatherData.registerObserver(this);/将自己注册到weatherData对象 public void update(float temperature, float humidity, float pressure) this.temperature = temperature; this.humidity = hum

25、idity; display(); public void display() System.out.println(当前天气情况:气温 + temperature + 华氏度，湿度： + humidity + % ); ,Weather-O-Rama Weather Station,WeatherStation客户端即主类,public class WeatherStation public static void main(String args) WeatherData weatherData = new WeatherData(); /将三个布告板传递给weatherData对象 Cu

26、rrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData); StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData); ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData); /模拟新的数据的到来 weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f); weatherData.setMeasu

27、rements(82, 70, 29.2f); weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f); ,Weather-O-Rama Weather Station,思考与讨论：怎样加入第三方的报告,如果你是第三方，你要知道哪些信息才能编写你的第三方报告？,Weather-O-Rama Weather Station,加入炎热指数报告,public class HeatIndexDisplay implements Observer, DisplayElement float heatIndex = 0.0f; private Subject weatherD

28、ata; public HeatIndexDisplay(Subject weatherData) this.weatherData = weatherData; weatherData.registerObserver(this); public void update(float t, float rh, float pressure) heatIndex = computeHeatIndex(t, rh); display(); private float computeHeatIndex(float t, float rh) float index = 炎热指数计算公式; return index; public void display() System.out.println(炎热指数(Heat index)为： + heatIndex); ,Weather-O-Rama Weather Station,讨论：可不可以合并Observer和DisplayElement,observers,subject,Weather-O-Rama Weather Station,讨论:具体报告类直接与WeatherData关联会怎么