【设计模式】观察者模式篇

Observer Pattern

1、定义

观察者模式是一种设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系。当一个对象的状态发生改变时，它的所有依赖对象都会收到通知并自动更新。

在观察者模式中，有两个主要角色：被观察者和观察者。被观察者维护了一个观察者列表，并提供了添加和删除观察者的方法。当被观察者的状态发生改变时，它会遍历观察者列表并调用每个观察者的更新方法，通知它们状态的改变。

观察者模式可以被应用于许多场景中，例如用户界面组件、事件处理等。它使得对象之间的耦合度降低，因为被观察者不需要知道观察者的具体实现，而只需要通知它们即可。同时，观察者模式也提高了代码的可维护性和可扩展性，因为可以方便地添加或移除观察者，而不需要修改被观察者的代码。

2、优缺点

优点：

松耦合性：观察者模式实现了松耦合，使得观察者和主题之间的依赖关系变得比较小，各自可以独立地进行扩展。
可重用性：观察者模式使得主题和观察者之间的关系可以被复用，不需要修改原有代码即可增加新的观察者。
支持广播通信：观察者模式支持广播通信，当主题对象发生改变时，会向所有的观察者发送通知，保证所有观察者对象的状态都是最新的。

缺点：

观察者过多导致性能问题：如果观察者数量过多或者观察者的处理时间过长，会降低系统的性能。
顺序执行问题：观察者模式中，各个观察者是按照添加的顺序执行的，如果观察者之间有依赖关系，可能会导致程序出现问题。
异常处理问题：如果一个观察者出现了异常，可能会影响整个系统的稳定性。

3、比喻了解

观察者模式可以通过生活中的例子来理解。

假设你是一位球迷，你想要及时了解你最喜欢的足球队的比赛成绩。于是你订阅了这个足球队的官方网站，并将其作为观察者。当这个足球队的比赛结果出来后，官方网站就会向你发送通知，告诉你比赛的结果。

在这个例子中，足球队就是主题对象，而球迷就是观察者。球迷可以随时取消订阅，也可以同时订阅多个足球队的官方网站，这就体现了观察者模式中的松耦合性和可重用性。同时，足球队可以向所有订阅者广播比赛结果，这就体现了观察者模式中的广播通信特性。

总的来说，观察者模式就是一个对象（即主题）发生变化时，其他对象（即观察者）能得到通知并自动更新，从而实现对象之间的松耦合、可重用性和广播通信等特性。

4、代码示例

import java.util.ArrayList;interface Subject {void registerObserver(Observer observer);void removeObserver(Observer observer);void notifyObservers(String message);
}interface Observer {void update(String message);
}class NewsPaper implements Subject {private ArrayList<Observer> observers = new ArrayList<>();public void registerObserver(Observer observer) {observers.add(observer);}public void removeObserver(Observer observer) {observers.remove(observer);}public void notifyObservers(String message) {for (Observer observer : observers) {observer.update(message);}}public void setNews(String news) {System.out.println("今日新闻：" + news);notifyObservers(news);}
}class Reader implements Observer {private String name;public Reader(String name) {this.name = name;}public void update(String message) {System.out.println(name + "收到新闻：" + message);}
}public class ObserverDemo {public static void main(String[] args) {NewsPaper newspaper = new NewsPaper();Reader reader1 = new Reader("小明");Reader reader2 = new Reader("小红");newspaper.registerObserver(reader1);newspaper.registerObserver(reader2);newspaper.setNews("中国女排夺冠了！");// 输出：// 今日新闻：中国女排夺冠了！// 小明收到新闻：中国女排夺冠了！// 小红收到新闻：中国女排夺冠了！}
}

在这个示例中，NewsPaper是主题接口，Reader是观察者接口。NewsPaper实现了主题接口，包含了注册、移除和通知观察者的方法。

Reader实现了观察者接口，包含了更新状态的方法。在main方法中，我们创建了一个NewsPaper对象和两个Reader对象，并将两个Reader对象注册到NewsPaper中。当NewsPaper的新闻发生改变时，它会通知所有的观察者，并调用它们的update方法。最终，输出结果表明两个Reader对象都收到了这条新闻。

class Subject {constructor() {this.observers = [];}registerObserver(observer) {this.observers.push(observer);}removeObserver(observer) {const index = this.observers.findIndex((o) => o === observer);this.observers.splice(index, 1);}notifyObservers(message) {for (const observer of this.observers) {observer.update(message);}}
}class NewsPaper extends Subject {constructor() {super();this.news = "";}setNews(news) {console.log(`今日新闻：${news}`);this.news = news;this.notifyObservers(news);}
}class Reader {constructor(name) {this.name = name;}update(message) {console.log(`${this.name}收到新闻：${message}`);}
}const newspaper = new NewsPaper();const reader1 = new Reader("小明");
const reader2 = new Reader("小红");newspaper.registerObserver(reader1);
newspaper.registerObserver(reader2);newspaper.setNews("中国女排夺冠了！");
// 输出：
// 今日新闻：中国女排夺冠了！
// 小明收到新闻：中国女排夺冠了！
// 小红收到新闻：中国女排夺冠了！

在这个示例中，Subject是主题类，包含了注册、移除和通知观察者的方法。NewsPaper继承自Subject，实现了设置新闻和记录新闻的功能。

Reader是观察者类，包含了更新状态的方法。在代码的最后，我们创建了一个NewsPaper对象和两个Reader对象，并将两个Reader对象注册到NewsPaper中。当NewsPaper的新闻发生改变时，它会通知所有的观察者，并调用它们的update方法。最终，输出结果表明两个Reader对象都收到了这条新闻。