目錄

1、簡(jiǎn)介

2、組成部分

3、優(yōu)缺點(diǎn)

4、使用場(chǎng)景

5、代碼實(shí)現(xiàn)

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1、簡(jiǎn)介

觀察者模式是一種軟件設(shè)計(jì)模式，它定義了一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，讓多個(gè)觀察者對(duì)象同時(shí)監(jiān)聽(tīng)一個(gè)主題對(duì)象，當(dāng)主題對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，所有的觀察者對(duì)象都會(huì)得到通知并且自動(dòng)更新。

2、組成部分

觀察者模式中的三個(gè)核心角色包括：

1. 主題（Subject）：被觀察的對(duì)象，通常會(huì)維護(hù)一個(gè)觀察者列表，以便在狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)通知觀察者。
2. 觀察者（Observer）：觀察主題對(duì)象的狀態(tài)變化，當(dāng)主題狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，觀察者將得到通知并執(zhí)行相應(yīng)的操作。
3. 具體主題（ConcreteSubject）：具體的主題實(shí)現(xiàn)類，負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)觀察者列表，并實(shí)現(xiàn)主題對(duì)象狀態(tài)變化的通知邏輯。
4. 具體觀察者（ConcreteObserver）：具體的觀察者實(shí)現(xiàn)類，實(shí)現(xiàn)觀察者接口，并定義觀察者接收到通知后的具體操作。

3、優(yōu)缺點(diǎn)

觀察者模式的優(yōu)點(diǎn)包括：

1. 降低對(duì)象之間的耦合性：主題對(duì)象和觀察者對(duì)象之間的關(guān)系是松散的，它們之間并沒(méi)有直接依賴關(guān)系，使得它們之間的交互變得靈活和可擴(kuò)展。
2. 符合“開(kāi)閉原則”：當(dāng)需要增加新的觀察者對(duì)象時(shí)，不需要修改主題對(duì)象的代碼，只需要增加一個(gè)新的具體觀察者即可。
3. 支持廣播通信：主題對(duì)象可以同時(shí)通知多個(gè)觀察者對(duì)象，使得多個(gè)觀察者對(duì)象可以同時(shí)對(duì)主題對(duì)象的狀態(tài)變化進(jìn)行響應(yīng)。

觀察者模式的缺點(diǎn)包括：

1. 觀察者數(shù)量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題：如果觀察者數(shù)量過(guò)多，每次狀態(tài)變化都需要通知所有的觀察者對(duì)象，會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。
2. 觀察者與主題的依賴關(guān)系可能會(huì)導(dǎo)致循環(huán)引用：觀察者對(duì)象和主題對(duì)象之間是相互依賴的，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致循環(huán)引用問(wèn)題。
3. 可能會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)不一致問(wèn)題：如果觀察者對(duì)象在收到通知后執(zhí)行的操作與主題對(duì)象的狀態(tài)更新操作不同步，可能會(huì)導(dǎo)致觀察者對(duì)象的狀態(tài)與主題對(duì)象的狀態(tài)不一致。
4. 觀察者對(duì)象接收到的通知是有序的：通知的順序可能會(huì)影響觀察者對(duì)象的執(zhí)行結(jié)果，如果觀察者對(duì)象之間有相互依賴關(guān)系，可能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正確性。
5. 觀察者模式可能會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題題：如果主題對(duì)象在通知觀察者對(duì)象時(shí)，需要執(zhí)行較為復(fù)雜的操作，可能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

總體來(lái)說(shuō)，觀察者模式是一種很有用的設(shè)計(jì)模式，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象之間的松耦合，提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。但是在使用時(shí)需要注意上述缺點(diǎn)，并結(jié)合具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行選擇。

4、使用場(chǎng)景

觀察者模式的使用場(chǎng)景包括：

1. 一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)變化會(huì)影響其他對(duì)象：當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，其他多個(gè)對(duì)象需要做出相應(yīng)的響應(yīng)，此時(shí)可以使用觀察者模式。
2. 對(duì)象的狀態(tài)更新頻繁且多個(gè)對(duì)象需要及時(shí)更新：如果一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)更新非常頻繁，多個(gè)對(duì)象需要及時(shí)更新?tīng)顟B(tài)，那么使用觀察者模式可以提高程序的效率。
3. 對(duì)象需要在不同的情況下通知不同的觀察者對(duì)象：當(dāng)對(duì)象需要在不同的情況下通知不同的觀察者對(duì)象時(shí)，可以使用觀察者模式。這種情況下，每個(gè)觀察者對(duì)象只需要關(guān)注它所感興趣的通知即可。
4. 想要實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)聽(tīng)器：當(dāng)需要在程序中實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)聽(tīng)器時(shí)，可以使用觀察者模式。例如，在Java中，可以使用Swing框架中的觀察者模式來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形界面組件的事件監(jiān)聽(tīng)器。
5. MVC模式中的視圖與模型：在MVC（Model-View-Controller）模式中，視圖層需要對(duì)模型層進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)模型層發(fā)生變化時(shí)，視圖層需要及時(shí)更新自己的顯示。此時(shí)可以使用觀察者模式，將視圖層作為觀察者對(duì)象，將模型層作為主題對(duì)象。

總之，當(dāng)需要在多個(gè)對(duì)象之間實(shí)現(xiàn)松耦合的消息傳遞時(shí)，可以考慮使用觀察者模式。觀察者模式適用于需要?jiǎng)討B(tài)更新的場(chǎng)景，可以幫助我們將代碼設(shè)計(jì)得更加靈活和可擴(kuò)展。

5、代碼實(shí)現(xiàn)

下面是一個(gè)使用Java實(shí)現(xiàn)觀察者模式的示例，并對(duì)代碼進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

1、首先定義主題接口Subject和觀察者接口Observer：

public interface Subject {void registerObserver(Observer observer);void removeObserver(Observer observer);void notifyObservers();
}

public interface Observer {void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

2、定義具體的主題類WeatherData，實(shí)現(xiàn)Subject接口：?

import java.util.ArrayList;public class WeatherData implements Subject {private ArrayList<Observer> observers;private float temperature;private float humidity;private float pressure;public WeatherData() {observers = new ArrayList<>();}public void registerObserver(Observer observer) {observers.add(observer);}public void removeObserver(Observer observer) {int index = observers.indexOf(observer);if (index >= 0) {observers.remove(index);}}public void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(temperature, humidity, pressure);}}public void measurementsChanged() {notifyObservers();}public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {this.temperature = temperature;this.humidity = humidity;this.pressure = pressure;measurementsChanged();}
}

3、定義具體的觀察者類CurrentConditionsDisplay，實(shí)現(xiàn)Observer接口：?

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {private float temperature;private float humidity;private float pressure;private Subject weatherData;public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {this.weatherData = weatherData;weatherData.registerObserver(this);}public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {this.temperature = temperature;this.humidity = humidity;this.pressure = pressure;display();}public void display() {System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");}
}

4、編寫(xiě)測(cè)試代碼：?

public class WeatherStation {public static void main(String[] args) {WeatherData weatherData = new WeatherData();CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);}
}

運(yùn)行以上代碼，輸出結(jié)果如下：

????????Current conditions: 80.0F degrees and 65.0% humidity

????????Current conditions: 82.0F degrees and 70.0% humidity

????????Current conditions: 78.0F degrees and 90.0% humidity

以上代碼演示了觀察者模式的基本實(shí)現(xiàn)，具體說(shuō)明如下：

• WeatherData類是主題類，它維護(hù)了一個(gè)觀察者列表，實(shí)現(xiàn)了Subject接口中的三個(gè)方法：registerObserver、removeObserver和notifyObservers，用來(lái)注冊(cè)觀察者、移除觀察者和通知觀察者。WeatherData類還定義了一個(gè)measurementsChanged方法，用來(lái)在氣象數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)通知觀察者。
• CurrentConditionsDisplay類是觀察者類，它實(shí)現(xiàn)了Observer接口中的update方法，用來(lái)更新觀測(cè)值，并調(diào)用display方法展示當(dāng)前觀測(cè)值。CurrentConditionsDisplay類還在構(gòu)造方法中注冊(cè)到主題類中，以便接收氣象數(shù)據(jù)的變化通知。
• WeatherStation類是測(cè)試類，創(chuàng)建了WeatherData和CurrentConditionsDisplay對(duì)象，并通過(guò)調(diào)用setMeasurements方法模擬氣象數(shù)據(jù)的變化，然后觀察當(dāng)前觀測(cè)值是否會(huì)被更新和顯示出來(lái)。

觀察者模式的實(shí)現(xiàn)可以讓主題類和觀察者類分離，使它們之間的依賴性降到最低，提高了代碼的靈活性和可擴(kuò)展性。當(dāng)主題對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，所有注冊(cè)的觀察者對(duì)象都會(huì)收到通知，可以進(jìn)行相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)了松耦合。

需要注意的是，觀察者模式也存在一些缺點(diǎn)。當(dāng)觀察者對(duì)象較多時(shí)，主題對(duì)象的通知會(huì)導(dǎo)致較大的開(kāi)銷(xiāo)；觀察者對(duì)象需要實(shí)現(xiàn)update方法，這可能會(huì)導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加。因此，在使用觀察者模式時(shí)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行權(quán)衡和選擇。