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  • 设计模式-观察者模式

      观察者模式是对象的行为模式,以叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。 (学习)

      观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题在状态上发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自已。

    观察者模式的结构

      一个软件系统里面包含了各种对象,就像一片欣欣向荣的森林充满了各种生物一样。在一片森林中,各种生物彼此依赖和约束,形成一个个生物链。一种生物的状态变化会造成其它一些生物的相应行动,每一个生物都处理于别生物的互动之中。

      同样,一个软件系统常常要求在某一个对象的态发生变化的时候,某些其他的对象做出相应的改变。做到这一点的设计方案有很多,但是为了使系统能够易于复用,应该选择低耦合度的设计方案。减少对象之间的耦合有利于系统的复用,但是同时设计师需 要使这些低耦合的对象之间能够维持行动的协调一致,保证高度的协作。观察者模式是满足这一要求的各种设计方案中最重的一种。

      观察者模式所涉及的角色有:

    • 抽象主题(Subject)角色:

      抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集(比如:ArrayList)里,每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者对象,抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。

    • 具体主题(ConcreteSubject)角色:

      将有关状态存入具体观察者对象;在具体主题的内部状态改变时,给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。

    • 抽象观察者(Observer)角色:

      为所有的具体观察者定义一个接口,在得到主题的通知时更新自已,这个接口叫做更新接口。

    • 具体观察者(ConcreteObserver)角色:

      存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口,以便使本身的状态与主题的状态双协调。如果需要,具体观察者角色可以保持一个指向具体主题对象的引用。

    源代码 

    package Observer
    
    /**
     * 提象主题角色类
     * */
    abstract class Subject {
        /**
         * 保存注册的观察者对象
         * */
        val list = ArrayList<Observer>()
    
        /**
         * 注册观察者对象
         * */
        fun attach(observer: Observer) {
            list.add(observer)
            println("attach on observer")
        }
    
        /**
         * 删除观察者对象
         * */
        fun detach(observer: Observer) {
            list.remove(observer)
        }
    
        /**
         * 通知所有的观察者对象
         * */
        fun notifyObserver(newState: String) {
            for (observer in list) {
                observer.update(newState)
            }
        }
    }
    package Observer
    
    /**
     * 具体主题角色类
     * */
    class ConcreteSubject : Subject() {
    
        private var state: String? = null
    
        fun change(newState: String) {
            this.state = newState
            println("the state changed into: $state")
            //状态发生变化,通知所有观察者
            this.notifyObserver(newState)
        }
    }
    package Observer
    
    /**
     * 抽象观察者角色类
     * */
    interface Observer {
        /**
         * 更新接口
         * */
        fun update(state:String)
    }
    package Observer
    
    /**
     * 具体观察者角色类
     * */
    class ConcreteObserver : Observer {
        //观察者状态
        var observerState: String? = null
    
        override fun update(state: String) {
            //更新观察者的状态
            this.observerState = state
            println("state is: $state")
        }
    }

    运行结果如下

    attached on observer
    the state changed into: new state
    state is: new state

      在运行时,这个客户端首先创建了具体主题类的实例,以及一个观察者对象。然后,它调用主题对象的attach()方法,奖这个观察者对象向主题对象登记,也就是将它加入到主题对象的聚集中。

      这时,客户端调用主题的change()方法,改变了主题对象的内部状态。主题对象在状态发生变化时,调用超类的notifyObservers()方法,通知所有登记过的观察者对象。

    推模型和拉模型

      观察者模式中,又分为推模型和拉模型两种方式。

    • 推模型

      主题对象向观察者推送主题的详细信息,不管观察者是否需要,推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。

    • 拉模型

      主题对象在通知观察者的时候,只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息,由观察者主动到主题对象中获取,相当于是观察者从主题对象中拉数据。一般这种模型的实现中,会把主题对象自身通过update()方法传递给观察者,这样在观察者需要获取数据的时候,就可以通过这个引用来获取了。

      根据上面的描述,发现前面的例子就是典型的推模型,下面给出一个拉模型的实例。

      拉模型的抽象观察者类

      拉模型通常都是把主题对象当做参数传递。

    package Observer.pull
    
    /**
     * 抽象观察者角色类
     * */
    interface Observer {
        fun update(subject: Subject)
    }
    package Observer.pull
    
    /**
     * 拉模型的具体观察者类
     * */
    class ConcreteObserver : Observer {
    
        //观察者状态
        var observerState: String? = null
    
        override fun update(subject: Subject) {
            //更新观察者的状态,使其与目标的状态保持一致
            observerState = (subject as ConcreteSubject).stateString
            println("观察者状态为:$observerState")
        }
    }

      拉模型的抽象主题类

      拉模型的抽象主题类主要的改变是notifyObservers()方法。在循环通知观察者的时候,也就是循环调用观察者的udpate()方法的时候,似入的参数不同。

    package Observer.pull
    
    abstract class Subject {
        /**
         * 保存注册的观察者对象
         * */
        val list = ArrayList<Observer>()
    
        /**
         * 注册观察者对象
         * */
        fun attach(observer: Observer) {
            list.add(observer)
            println("attach on observer")
        }
    
        /**
         * 删除观察者对象
         * */
        fun detach(observer: Observer) {
            list.remove(observer)
        }
    
        /**
         * 通知所有的观察者对象
         * */
        fun notifyObserver() {
            for (observer in list) {
                observer.update(this)
            }
        }
    }

      拉模型的具体主题类

      跟推模型相比,有一点变化,就是调用通知观察者的方法的时候,不需要传入参数了。

    package Observer.pull
    
    /**
     * 拉模型的具体主题类
     * */
    class ConcreteSubject : Subject() {
    
        var stateString: String? = null
    
        fun change(newState: String) {
            stateString = newState
            println("the state changed into: $newState")
            //状态发生改变,通知所有观察者
            this.notifyObserver()
        }
    }

      两种模式的比较

    • 推模型是假定主题对象知道观察者需要的数据;而拉模型是题对象不知道观察者具体需要什么数据,没有办法的情况下,把自身传递给观察者,让观察者自已去按需取值。
    • 推模型可能会使得观察者对象难以复用,因为观察者的udpate()方法是按需要定义的参数,可能无法兼顾没有考虑到的使用情况。这就意味着出现新情况的时候,就可能提供新的update()方法,或者重新实现观察者;而拉模型就不会造成这样的情况,因为拉模型下,update()方法的参数是主题对象本身,这基本上是主题对象能传递的最大数据据集合了,基本上可以适应各种情况的需要。
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