设计模式-观察者模式

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1.什么是观察者模式?

观察者模式是一种行为型设计模式[如何去使用类和对象],它定义了一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,其所有依赖者都会收到通知并自动更新。

当对象间存在一对多关系时,则使用观察者模式(Observer Pattern)。比如,当一个对象被修改时,则会自动通知依赖它的对象。观察者模式属于行为型模式。

2.使用场景

创建了对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象状态改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

观察者模式解决的是一个对象状态改变时,如何自动通知其他依赖对象的问题,同时保持对象间的低耦合和高协作性

3.实现方式

  • 定义观察者接口:包含一个更新方法。
  • 创建具体观察者:实现观察者接口,定义接收到通知时的行为。
  • 定义主题接口:包含添加、删除和通知观察者的方法。
  • 创建具体主题:实现主题接口,管理观察者列表,并在状态改变时通知它们。

4.优缺点

优点:

  • 抽象耦合:观察者和主题之间是抽象耦合的。
  • 触发机制:建立了一套状态改变时的触发和通知机制。

缺点:

  • 性能问题:如果观察者众多,通知过程可能耗时。
  • 循环依赖:可能导致循环调用和系统崩溃。
  • 缺乏变化详情:观察者不知道主题如何变化,只知道变化发生。

5.结构

  • 主题(Subject):也称为被观察者或可观察者,它是具有状态的对象,并维护着一个观察者列表。主题提供了添加、删除和通知观察者的方法。

  • 观察者(Observer):观察者是接收主题通知的对象。观察者需要实现一个更新方法,当收到主题的通知时,调用该方法进行更新操作。

  • 具体主题(Concrete Subject):具体主题是主题的具体实现类。它维护着观察者列表,并在状态发生改变时通知观察者。

  • 具体观察者(Concrete Observer):具体观察者是观察者的具体实现类。它实现了更新方法,定义了在收到主题通知时需要执行的具体操作。

观察者模式通过将主题和观察者解耦,实现了对象之间的松耦合。当主题的状态发生改变时,所有依赖于它的观察者都会收到通知并进行相应的更新。

6.实现

观察者模式使用三个类 Subject、Observer 和 Client。

Subject 对象带有绑定观察者到 Client 对象和从 Client 对象解绑观察者的方法。我们创建 Subject 类、Observer 抽象类和扩展了抽象类 Observer 的实体类。

步骤1-创建Subject、Observer

package cn.xtcode.observer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;


/**
 * @author: xt-code
 * @date: 2025/5/15 11:08
 * @description:
 */
public class Subject {

    private List<Observer> observers
            = new ArrayList<Observer>();
    private int state;

    public int getState() {
        return state;
    }

    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        notifyAllObservers();
    }

    public void attach(Observer observer){
        observers.add(observer);
    }

    public void notifyAllObservers(){
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}

public abstract class Observer {
    protected Subject subject;

    protected abstract void update();
}

步骤2-创建实体观察者类

package cn.xtcode.observer;

/**
 * @author: xt-code
 * @date: 2025/5/15 11:22
 * @description:
 */
public class BinaryObserver extends Observer{

    public BinaryObserver(Subject subject){
        this.subject = subject;
        this.subject.attach(this);
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println( "Binary String: "
                + Integer.toBinaryString( subject.getState() ) );
    }
}
package cn.xtcode.observer;

/**
 * @author: xt-code
 * @date: 2025/5/15 11:22
 * @description:
 */
public class OctalObserver extends Observer{

    public OctalObserver(Subject subject){
        this.subject = subject;
        this.subject.attach(this);
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println( "Octal String: "
                + Integer.toOctalString( subject.getState() ) );
    }
}

步骤3-使用 Subject 和实体观察者对象

package cn.xtcode.observer;

/**
 * @author: xt-code
 * @date: 2025/5/15 11:23
 * @description:
 */
public class ObserverPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new Subject();

        new OctalObserver(subject);
        new BinaryObserver(subject);

        System.out.println("First state change: 15");
        subject.setState(15);
        System.out.println("Second state change: 10");
        subject.setState(10);
    }
}

结果

First state change: 15
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Octal String: 12
Binary String: 1010

参考

www.runoob.com/design-patt…