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观察者模式
观察者模式（有时又被称为模型-视图（View）模式、源-收听者(Listener)模式或从属者模式）是软件设计模式的一种。在此种模式中，一个目标物件管理所有相依于它的观察者物件，并且在它本身的状态改变时主动发出通知。这通常透过呼叫各观察者所提供的方法来实现。此种模式通常被用来实现事件处理系统。
观察者模式（Observer）完美的将观察者和被观察的对象分离开。举个例子，用户界面可以作为一个观察者，业务数据是被观察者，用户界面观察业务数据的变化，发现数据变化后，就显示在界面上。面向对象设计的一个原则是：系统中的每个类将重点放在某一个功能上，而不是其他方面。一个对象只做一件事情，并且将他做好。观察者模式在模块之间划定了清晰的界限，提高了应用程序的可维护性和重用性。
观察者设计模式定义了对象间的一种一对多的组合关系，以便一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。
观察者模式有很多实现方式，从根本上说，该模式必须包含两个角色：观察者和被观察对象。在刚才的例子中，业务数据是被观察对象，用户界面是观察者。观察者和被观察者之间存在“观察”的逻辑关联，当被观察者发生改变的时候，观察者就会观察到这样的变化，并且做出相应的响应。如果在用户界面、业务数据之间使用这样的观察过程，可以确保界面和数据之间划清界限，假定应用程序的需求发生变化，需要修改界面的表现，只需要重新构建一个用户界面，业务数据不需要发生变化。
实现观察者模式的时候要注意，观察者和被观察对象之间的互动关系不能体现成类之间的直接调用，否则就将使观察者和被观察对象之间紧密的耦合起来，从根本上违反面向对象的设计的原则。无论是观察者“观察”观察对象，还是被观察者将自己的改变“通知”观察者，都不应该直接调用。
实现观察者模式有很多形式，比较直观的一种是使用一种“注册——通知——撤销注册”的形式。下面的三个图详细的描述了这样一种过程：
观察者
（Observer）将自己注册到被观察对象（Subject）中，被观察对象将观察者存放在一个容器（Container）里。
被观察
被观察对象发生了某种变化（如图中的SomeChange），从容器中得到所有注册过的观察者，将变化通知观察者。
撤销观察
观察者告诉被观察者要撤销观察，被观察者从容器中将观察者去除。
观察者将自己注册到被观察者的容器中时，被观察者不应该过问观察者的具体类型，而是应该使用观察者的接口。这样的优点是：假定程序中还有别的观察者，那么只要这个观察者也是相同的接口实现即可。一个被观察者可以对应多个观察者，当被观察者发生变化的时候，他可以将消息一一通知给所有的观察者。基于接口，而不是具体的实现——这一点为程序提供了更大的灵活性。
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//观察者，需要用到观察者模式的类需实现此接口public interface Observer{ void update(Object...objs);}//被观察者（一个抽象类，方便扩展）public abstract class Observable{ public final ArrayList<Class<?>> obserList = new ArrayList<Class<?>>(); /**AttachObserver（通过实例注册观察者） *<b>Notice:</b>obcan'tbenull,oritwillthrowNullPointerException **/ public<T> void registerObserver(T ob){ if(ob==null) throw new NullPointerException(); this.registerObserver(ob.getClass()); } /** *AttachObserver（通过Class注册观察者） *@paramcls */ public void registerObserver(Class<?> cls){ if(cls==null) throw new NullPointerException(); synchronized(obserList){ if(!obserList.contains(cls)){ obserList.add(cls); } } } /**UnattachObserver（注销观察者） *<b>Notice:</b> *<b>ItreverseswithattachObserver()method</b> **/ public<T>void unRegisterObserver(Tob){ if(ob==null) throw new NullPointerException(); this.unRegisterObserver(ob.getClass()); } /**UnattachObserver（注销观察者，有时候在未获取到实例使用） *<b>Notice:</b> *<b>ItreverseswithattachObserver()method</b> **/ public void unRegisterObserver(Class<?>cls){ if(cls==null) throw new NullPointerException(); synchronized(obserList){ Iterator<Class<?>>iterator=obserList.iterator(); while(iterator.hasNext()){ if(iterator.next().getName().equals(cls.getName())){ iterator.remove(); break; } } } } /**detachallobservers*/ public void unRegisterAll(){ synchronized(obserList){ obserList.clear(); } } /**Ruturnthesizeofobservers*/ public int countObservers(){ synchronized(obserList){ returnobserList.size(); } } /** *notify all observer（通知所有观察者，在子类中实现） *@paramobjs */ public abstract void notifyObservers(Object... objs); /** *notify one certain observer（通知某一个确定的观察者） *@paramcls *@paramobjs */ public abstract void notifyObserver(Class<?> cls, Object... objs); /** *notifyonecertainobserver *@paramcls *@paramobjs */ public abstract<T> void notifyObserver(T t, Object... objs);}//目标被观察者public class ConcreteObservable extends Observable{ private static ConcreteObservableinstance = null; private ConcreteObservable(){}; public static synchronized ConcreteObservablegetInstance(){ if(instance == null){ instance=newConcreteObservable(); } returninstance; } @Override public <T> void notifyObserver(T t, Object... objs){ if(t == null) throw new NullPointerException(); this.notifyObserver(t.getClass(), objs); } @Override public void notifyObservers(Object... objs){ for(Class<?>cls : obserList){ this.notifyObserver(cls, objs); } } //通过java反射机制实现调用 @Override public void notifyObserver(Class<?>cls, Object...objs){ if(cls == null) throw new NullPointerException(); Method[] methods = cls.getDeclaredMethods(); for(Method method : methods){ if(method.getName().equals("update")){ try{ method.invoke(cls,objs); break; }catch(IllegalArgumentException e){ e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); }catch(InvocationTargetException e){ e.printStackTrace(); } } } }}//使用(实现Observer接口）public class Text extends Activity implements Observer{ publicvoidonCreate(...){ ConcreteObservable.getInstance().registerObserver(Text.class); .... } //实现接口处理 publicvoidupdate(Object...objs){ //做操作，比如更新数据，更新UI等 }} |
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<?phpclass car implements SplSubject{ //车的类型 private $carName; //车的状态，0为关闭，1这启动车子 private $carState = 0; //初始化车的速度表值 private $carSpeed = 0; //各项车的性能观察对象 private $Observers; public function __construct($Name) { $this->carName = $Name; $this->Observers = new SplObjectStorage; } //启动 public function start() { $this->carState = 1; $this->notify(); } //停车 public function stop() { $this->carState = 0; $this->carSpeed = 0; $this->notify(); } //加速 public function accelerate($Acceleration) { if (0 === $this->carState) { throw new Exception('先踩油门，不然车怎走啊!!!'); } if (!is_int($Acceleration) || $Acceleration < 0) { throw new Exception('加速值错了啊'); } $this->carSpeed += $Acceleration; $this->notify(); } //增加监测对象 public function attach(SplObserver $observer) { if (!$this->Observers->contains($observer)) { $this->Observers->attach($observer); } return true; } //删除监测对象 public function detach(SplObserver $observer) { if (!$this->Observers->contains($observer)) { return false; } $this->Observers->detach($observer); return true; } //传送对象 public function notify() { foreach ($this->Observers as $observer) { $observer->update($this); } } public function __get($Prop) { switch ($Prop) { case 'STATE': return $this->carState; break; case 'SPEED': return $this->carSpeed; break; case 'NAME': return $this->carName; break; default: throw new Exception($Prop . 'cannotberead'); } } public function __set($Prop, $Val) { throw new Exception($Prop . 'cannotbeset'); }}class carStateObserver implements SplObserver{ private $SubjectState; public function update(SplSubject $subject) { switch ($subject->STATE) { case 0: if (is_null($this->SubjectState)) { echo $subject->NAME . '没有启动呢' . " "; } else { echo $subject->NAME . '熄火了' . " "; } $this->SubjectState = 0; break; case 1: if (1 !== $this->SubjectState) { echo $subject->NAME . '启动了' . " "; $this->SubjectState = 1; } break; default: throw new Exception('UnexpectederrorincarStateObserver::update()'); } }}class carSpeedObserver implements SplObserver{ public function update(SplSubject $subject) { if (0 !== $subject->STATE) { echo $subject->NAME . '目前速度为' . $subject->SPEED . 'Kmh' . " "; } }}class carOverspeedObserver implements SplObserver{ public function update(SplSubject $subject) { if ($subject->SPEED > 130) { throw new Exception('加速限制在130以内,你违规了!' . " "); } }}try { $driver = new car('AUDIA4'); $driverObserver1 = new carStateObserver; $driverObserver2 = new carSpeedObserver; $drivesrObserver3 = new carOverspeedObserver; $driver->attach($driverObserver1); $driver->attach($driverObserver2); $driver->attach($drivesrObserver3); $driver->start(); $driver->accelerate(10); $driver->accelerate(30); $driver->stop(); $driver->start(); $driver->accelerate(50); $driver->accelerate(70); $driver->accelerate(100); $driver->accelerate(150);}catch (Exception $e) { echo $e->getMessage();}?> |
C++ 观察者模式例子
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//filename observer.h#include <iostream>#include <set>#include <string>using namespace std;/////////////////////抽象模式定义class CObservable;//观察者，纯虚基类class CObserver{public: CObserver(){}; virtual ~CObserver(){}; //当被观察的目标发生变化时，通知调用该方法 //来自被观察者pObs, 扩展参数为pArg virtual void Update(CObservable* pObs, void* pArg = NULL) = 0;};//被观察者，即Subjectclass CObservable{public: CObservable() : m_bChanged(false) {}; virtual ~CObservable() {}; void Attach(CObserver* pObs); //注册观察者 void Detach(CObserver* pObs); //注销观察者 void DetachAll(); //注销所有观察者 void Notify(void* pArg = NULL); //若状态变化，则遍历观察者，逐个通知更新 bool HasChanged(); //测试目标状态是否变化 int GetObserversCount(); //获取观察者数量protected: void SetChanged(); //设置状态变化!!!必须继承CObservable才能设置目标状态 void ClearChanged(); //初始化目标为未变化状态private: bool m_bChanged; //状态 set<CObserver*> m_setObs; //set保证目标唯一性};/////////////////////抽象模式实现void CObservable::Attach(CObserver* pObs){ if (!pObs) return; m_setObs.insert(pObs);}void CObservable::Detach(CObserver* pObs){ if (!pObs) return; m_setObs.erase(pObs);}void CObservable::DetachAll(){ m_setObs.clear();}void CObservable::SetChanged(){ m_bChanged = true;}void CObservable::ClearChanged(){ m_bChanged = false;}bool CObservable::HasChanged(){ return m_bChanged;}int CObservable::GetObserversCount(){ return m_setObs.size();}void CObservable::Notify(void* pArg /* = NULL */){ if (!HasChanged()) return; cout << "notify observers…" << endl; ClearChanged(); set<CObserver*>::iterator itr = m_setObs.begin(); for (; itr != m_setObs.end(); itr++){ (*itr)->Update(this, pArg); }}/////////////////////具体应用类定义和实现//bloger是发布者，即被观察者(subject)class CBloger : public CObservable{public: void Publish(const string &strContent){ cout << "bloger publish, content: " << strContent << endl; SetChanged(); Notify(const_cast<char*>(strContent.c_str())); }};//portal是发布者，即被观察者(subject)class CPortal : public CObservable{public: void Publish(const string &strContent){ cout << "portal publish, content: " << strContent << endl; SetChanged(); Notify(const_cast<char*>(strContent.c_str())); }};//RSS阅读器，观察者class CRSSReader : public CObserver{public: CRSSReader(const string &strName) : m_strName(strName){} virtual void Update(CObservable* pObs, void* pArg = NULL){ char* pContent = static_cast<char*>(pArg); //观察多个目标 if (dynamic_cast<CBloger*>(pObs)){ cout << m_strName << " updated from bloger, content: " << pContent << endl; }else if (dynamic_cast<CPortal*>(pObs)){ cout << m_strName << " updated from portal, content: " << pContent << endl; } }private: string m_strName;};//Mail阅读器，观察者class CMailReader : public CObserver{public: CMailReader(const string &strName) : m_strName(strName){} virtual void Update(CObservable* pObs, void* pArg = NULL){ char* pContent = static_cast<char*>(pArg); if (dynamic_cast<CBloger*>(pObs)){ cout << m_strName << " updated from bloger, content: " << pContent << endl; } if (dynamic_cast<CPortal*>(pObs)){ cout << m_strName << " updated from portal, content: " << pContent << endl; } }private: string m_strName;};#include "observer.h"int main(){ //目标(被观察者) CBloger* pBloger = new CBloger(); CPortal* pPortal = new CPortal(); //观察者. 一个观察者可以观察多个目标 CRSSReader* pRssReader = new CRSSReader("rss reader"); CMailReader* pMailReader = new CMailReader("mail reader"); pBloger->Attach(pRssReader); //bloger注册观察者 pBloger->Attach(pMailReader); //bloger注册观察者 pPortal->Attach(pRssReader); //portal注册观察者 pPortal->Attach(pMailReader); //portal注册观察者 //博客发布信息 pBloger->Publish("博客分享设计模式"); cout << endl; //门户发布信息 pPortal->Publish("门户分享设计模式"); cout << "
portal detached mail reader" << endl; pPortal->Detach(pMailReader); cout << "portal observers count: " << pPortal->GetObserversCount() << endl << endl; pPortal->Publish("门户分享设计模式"); system("pause"); return 0;} |