观察者模式的基本定义是什么？

八股文_设计模式面试题 0 12

参考回答

问题：观察者模式的基本定义是什么？

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，使得当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都能够自动收到通知并更新。这个模式通常用于实现事件处理系统或者订阅-发布机制。

详细讲解与拓展

1. 基本结构

观察者模式通常由以下几个部分组成：

主题（Subject）：被观察的对象，它持有对观察者的引用，并在状态变化时通知它们。主题类包含了对观察者的管理操作，如添加、移除观察者。
观察者（Observer）：依赖于主题的对象，当主题的状态发生变化时，它会得到通知并更新自己的状态。
具体主题（ConcreteSubject）：实现了主题接口的具体类，负责保存状态并在状态改变时通知所有观察者。
具体观察者（ConcreteObserver）：实现了观察者接口的具体类，接受来自具体主题的通知并做出相应的反应。

2. 应用场景

观察者模式常见的应用场景有：
– GUI系统中的事件监听机制，比如按钮点击事件。
– 订阅-发布系统，多个系统模块订阅某个事件，并根据事件的发生进行相应操作。
– 数据绑定框架，自动更新视图层与数据模型层之间的关系。

3. 代码示例

假设我们有一个气象站应用，气象站的数据发生变化时需要通知不同的显示装置（如手机、天气仪表盘等）更新显示。我们可以使用观察者模式来实现这一功能。

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

// 观察者接口
interface Observer {
    void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

// 主题接口
interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers();
}

// 具体主题
class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }

    // 设定新天气数据
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObservers();
    }
}

// 具体观察者
class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
    private float temperature;
    private float humidity;

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    public void display() {
        System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
}

// 测试
public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay();

        weatherData.registerObserver(currentDisplay);

        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
    }
}

4. 代码解析

Observer接口：定义了update()方法，当主题对象状态发生变化时，观察者对象会通过update()方法接收到通知。
Subject接口：定义了管理观察者的方法，包括registerObserver()、removeObserver()和notifyObservers()，用于注册、移除观察者和通知观察者。
WeatherData：是具体的主题类，维护一个观察者列表，当天气数据发生变化时，它会通知所有注册的观察者更新数据。
CurrentConditionsDisplay：是具体的观察者，获取天气数据并显示当前的天气条件。

总结

观察者模式是一个行为型设计模式，它定义了对象间的一对多依赖关系，使得当一个对象的状态变化时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。这个模式在事件处理、数据绑定和订阅-发布系统中得到广泛应用。