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php爱好者> php教程>设计模式之观察者模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

设计模式之观察者模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

时间：2024-12-09 来源：互联网标签： PHP教程

观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，其所有依赖者都会收到通知并自动更新。当对象间存在一对多关系时，则使用观察者模式（Observer Pattern）。比如，当一个对象被修改时，则会自动通知依赖它的对象。观察者模式属于行为型模式。

一、观察者模式的介绍

意图

创建了对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

主要解决的问题

观察者模式解决的是一个对象状态改变时，如何自动通知其他依赖对象的问题，同时保持对象间的低耦合和高协作性。

使用场景

当一个对象的状态变化需要同时更新其他对象时。

实现方式

定义观察者接口：包含一个更新方法。

创建具体观察者：实现观察者接口，定义接收到通知时的行为。

定义主题接口：包含添加、删除和通知观察者的方法。

创建具体主题：实现主题接口，管理观察者列表，并在状态改变时通知它们。

关键代码

观察者列表：在主题中维护一个观察者列表。

结构

观察者模式包含以下几个核心角色：

主题（Subject）：也称为被观察者或可观察者，它是具有状态的对象，并维护着一个观察者列表。主题提供了添加、删除和通知观察者的方法。

观察者（Observer）：观察者是接收主题通知的对象。观察者需要实现一个更新方法，当收到主题的通知时，调用该方法进行更新操作。

具体主题（Concrete Subject）：具体主题是主题的具体实现类。它维护着观察者列表，并在状态发生改变时通知观察者。

具体观察者（Concrete Observer）：具体观察者是观察者的具体实现类。它实现了更新方法，定义了在收到主题通知时需要执行的具体操作。

观察者模式通过将主题和观察者解耦，实现了对象之间的松耦合。当主题的状态发生改变时，所有依赖于它的观察者都会收到通知并进行相应的更新。

应用实例

拍卖系统：拍卖师作为主题，竞价者作为观察者，拍卖价格更新时通知所有竞价者。

西游记故事：菩萨洒水作为状态改变，老乌龟作为观察者，观察到这一变化。

二、观察者模式的优缺点

优点

抽象耦合：观察者和主题之间是抽象耦合的。

触发机制：建立了一套状态改变时的触发和通知机制。

缺点

性能问题：如果观察者众多，通知过程可能耗时。

循环依赖：可能导致循环调用和系统崩溃。

缺乏变化详情：观察者不知道主题如何变化，只知道变化发生。

三、观察者模式的使用建议

在需要降低对象间耦合度，并且对象状态变化需要触发其他对象变化时使用。

考虑使用Java内置的观察者模式支持类，如java.util.Observable和java.util.Observer。

避免循环引用：注意观察者和主题之间的依赖关系，避免循环引用。

异步执行：考虑使用异步通知避免单点故障导致整个系统卡壳。

四、观察者模式的实现

观察者模式使用三个类 Subject、Observer 和 Client。Subject 对象带有绑定观察者到 Client 对象和从 Client 对象解绑观察者的方法。我们创建 Subject 类、Observer 抽象类和扩展了抽象类 Observer 的实体类。

ObserverPatternDemo，我们的演示类使用 Subject 和实体类对象来演示观察者模式。

观察者模式

步骤 1：创建 Subject 类。

Subject.java

importjava.util.ArrayList;
importjava.util.List;

publicclassSubject{

privateList<Observer>observers
=newArrayList<Observer>();
privateintstate;

publicintgetState(){
returnstate;
}

publicvoidsetState(intstate){
this.state=state;
notifyAllObservers();
}

publicvoidattach(Observerobserver){
observers.add(observer);
}

publicvoidnotifyAllObservers(){
for(Observerobserver:observers){
observer.update();
}
}
}

步骤 2：创建 Observer 类。

Observer.java

publicabstractclassObserver{
protectedSubjectsubject;
publicabstractvoidupdate();
}

步骤 3：创建实体观察者类。

BinaryObserver.java

publicclassBinaryObserverextendsObserver{

publicBinaryObserver(Subjectsubject){
this.subject=subject;
this.subject.attach(this);
}

@Override
publicvoidupdate(){
System.out.println("BinaryString:"
+Integer.toBinaryString(subject.getState()));
}
}

OctalObserver.java

publicclassOctalObserverextendsObserver{

publicOctalObserver(Subjectsubject){
this.subject=subject;
this.subject.attach(this);
}

@Override
publicvoidupdate(){
System.out.println("OctalString:"
+Integer.toOctalString(subject.getState()));
}
}

HexaObserver.java

publicclassHexaObserverextendsObserver{

publicHexaObserver(Subjectsubject){
this.subject=subject;
this.subject.attach(this);
}

@Override
publicvoidupdate(){
System.out.println("HexString:"
+Integer.toHexString(subject.getState()).toUpperCase());
}
}

步骤 4：使用 Subject 和实体观察者对象。

ObserverPatternDemo.java

publicclassObserverPatternDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Subjectsubject=newSubject();

newHexaObserver(subject);
newOctalObserver(subject);
newBinaryObserver(subject);

System.out.println("Firststatechange:15");
subject.setState(15);
System.out.println("Secondstatechange:10");
subject.setState(10);
}
}

步骤 5：执行程序，输出结果：

Firststatechange:15
HexString:F
OctalString:17
BinaryString:1111
Secondstatechange:10
HexString:A
OctalString:12
BinaryString:1010

以上就是php小编整理的全部内容，希望对您有所帮助，更多相关资料请查看php教程栏目。