3.7设计模式——Observer 观察者模式（行为型）

意图

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于他的对象都得到通知并被自动更新。

结构

• Subject（目标）知道它的观察者，可以有任意多个观察者观察同一个目标，提供注册和删除观察者对象的接口。
• Observer（观察者）为那些在目标发生改变时需要获得通知的对象定义一个更新接口。
• ConcreteSubject（具体目标）将有关状态存入个ConcreteObserver对象；当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知。
• ConcreteObserver（具体观察者）维护一个指向ConcreteSubject对象的引用；存储有关状态，这些状态应与目标的状态保持一致；实现Observer的更新接口，以使自身状态与目标的状态保持一致。

适用性

• 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，将这两者封装在独立的对象中以使他们可以各自独立地改变和复用。
• 当一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少个对象有待改变时。
• 当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象时谁，既不希望这些对象时紧耦合的。

代码示例

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

// 观察者接口
interface Observer {
    void update();
}

// 目标类
class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    // 注册观察者
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    // 删除观察者
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    // 当状态发生改变时通知观察者
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}

// 具体目标类
class ConcreteSubject extends Subject {
    private int state;

    public int getState() {
        return state;
    }

    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        notifyObservers(); // 通知观察者状态改变
    }
}

// 具体观察者类
class ConcreteObserver implements Observer {
    private ConcreteSubject subject;

    public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject) {
        this.subject = subject;
        this.subject.registerObserver(this); // 注册观察者
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("Observer updated, new state: " + subject.getState());
    }
}

// 测试
public class ObserverPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver(subject);
        ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver(subject);

        subject.setState(10);
        subject.setState(20);
    }
}

• 在这个示例中，将创建一个名为Subject的目标类和一个名为Observer的观察者接口，然后实现具体目标类ConcreteSubject和具体观察者类ConcreteObserver。具体目标类将实现注册和删除观察者对象的接口，并在状态发生改变时通知观察者。具体观察者类将实现更新接口，以使自身状态与目标的状态保持一致。
• ConcreteSubject维护了一个观察者列表，并在状态发生改变时通知观察者。具体观察者类ConcreteObserver实现了更新接口，并在状态发生改变时更新自身状态。在测试中，创建了一个具体目标对象和两个具体观察者对象，并通过改变具体目标的状态来观察具体观察者的更新。