意图:定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时, 所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
结构:
例子:
下面以模拟气象站系统来加以说明。
需求分析:
该系统的需求如下:
1、气象站能够追踪目前的天气状况,包括温度、湿度、气压、
2、气象站能够提供三种布告板,分别显示目前天气状况、气象统计和简单的预报。
3、布告板上的数据必须实时更新。
4、气象站必须提供一组API,供其他开发人员开发其他的布告板。
设计部分:
基于以上需求,该系统可以设计成3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)和布告板(显示目前的天气状况给用户看)。效果图如下:
错误的类图设计(即没有学过设计模式时的第一感觉)可能如下:
相应的代码实现部分:
2 {
3 temperature = this.GetTemperature(); // 获得温度
4 humidity = this.GetHumidity(); // 获得湿度
5 pressure = this.GetPressure(); // 获得气压
6
7 MyCurrentConditionsDisplay.Update(temperature, humidity, pressure); // 更新目前天气状态板
8 MyStatisticsDisplay.Update(temperature, humidity, pressure); // 更新气象统计板
9 MyForcastDisplay.Update(temperature, humidity, pressure); // 更新天气预报板
10 }
这个类图设计的缺点:
1)、该设计是针对具体实现编程,而非针对接口。
2)、对于每个新的布告板,我们都得修改代码。
3)、我们无法在运动时动态得增加或删除布告板。
4)、我们尚未封装改变的部分。
那么如何改正这些缺点呢?
首先我们必须明白这些缺点的根源在哪里。很明显,我们在类图设计时依赖关系错了,应该依赖倒置。 CurrrentConditionsDisplay类、StatisticsDisplay类和ForcastDisplay类应该依赖 WeatherData类,而不是相反,这样就可以起到解耦的目的。
其次,CurrrentConditionsDisplay类、StatisticsDisplay类和ForcastDisplay类都有一个 Update()方法,因此应该提炼一个接口,这样可以实现“针对接口编程”,使代码更加灵活,也方便其他开发人员开发其他的布告板。
进一步思考:
1)、改正这些缺点后,我们的类图已经与观察者模式的结构有点类似了。
2)、我们的气象站系统的最大问题其实就是一对多的依赖引起的,而观察者模式正是解除一对多关系的不二法门,因此我们有必要采用观察者模式。
采用了观察者模式后设计的类图应该是这样:
WeatherDatea实现ISubject接口,CurrentConditionsDisplay、ForcastDisplay、 StatisticsDisplay实现IObserver接口,ISubject调用 IObserver,CurrentConditionsDisplay、ForcastDisplay、StatisticsDisplay调用 ISubject。
相应的代码实现部分:
2 {
3 private float temperature;
4 private float humidity;
5 private float pressure;
6 private List<IObserver> myList = new List<IObserver>();
7
8 public void SetWeatherData(float paramTemp, float paramHumidity, float paramPressure)
9 {
10 this.temperature = paramTemp;
11 this.humidity = paramHumidity;
12 this.pressure = paramPressure;
13 MeasurementsChanged();
14 }
15
16 public void MeasurementsChanged()
17 {
18 this.NotifyObservers();
19 }
20
21 public void RegisterObserver(IObserver paramIObserver)
22 {
23 myList.Add(paramIObserver);
24 }
25
26 public void RemoveObserver(IObserver paramIObserver)
27 {
28 myList.Remove(paramIObserver);
29 }
30
31 public void NotifyObservers()
32 {
33 foreach (IObserver observer in myList)
34 {
35 observer.Update(temperature, humidity, pressure);
36 }
37 }
38 }
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