Head First 設計模式——觀察者模式

阿新 • • 發佈：2022-04-02

Head First 設計模式——觀察者模式

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本章主要介紹觀察者模式。觀察者模式可以幫助物件知悉現況，不會錯過物件感興趣的事。物件甚至在執行時可決定是否要繼續被通知。觀察者模式是JDK中使用最多的模式之一。本章也會一併介紹一對多關係，以及鬆耦合。有了觀察者，訊息會更靈通。

1. 認識觀察者模式

出版者+訂閱者=觀察者模式

觀察者模式類似於報紙的訂閱，只是名稱不太一樣：出版者改稱為"主題"(Subject)，訂閱者改稱為"觀察者"(Observer)。

主題物件：主題物件管理某些資料

觀察者物件：觀察者訂閱(註冊)主題以便在主題資料改變時能夠收到更新

當主題內的資料發生改變時，新的資料就會以某種形式送到觀察者手上

2. 定義觀察者模式

觀察者模式定義了物件之間的一對多依賴，這樣一來，當一個物件改變狀態時，它的所有依賴者都會收到通知並自動更新。

實現觀察者模式的方法不止一種，但是以包含Subject與Observer介面的類設計的做法最常見。

3. OO設計原則

為了互動物件之間的鬆耦合設計而努力

4. 鬆耦合

觀察者模式提供了一種物件設計，讓主題和觀察者之間鬆耦合。

當兩個物件之間鬆耦合，它們依然可以互動，但是不必清楚彼此的細節。

鬆耦合的設計能建立有彈性的OO系統，因為物件之間的互相依賴降到了最低。

5. Java內建的觀察者模式

5.1 Observer介面和Observable類

Java API有內建的觀察者模式。java.util包中包含最基本的Observer介面和Observable類，Observer介面和Observable類使用上更加方便，因為許多功能都已經事先實現過了。通過使用推(push)或拉(pull)的方式傳送資料。

由於Java內建的支援，只需擴充套件(繼承)Observable，並告訴它核實該通知觀察者，剩下的事API會幫助你完成。

Observable類中的方法有：

addObserver()
deleteObserver()
notifyObserver()
setChanged()

Observable是一個"類"，而非介面。Observable類會追蹤所有的觀察者，並通知它們。之前的"主題"(Subject)，也稱為"可觀察者"(Observable)繼承自Observable類。在繼承的類(主題)中不需要再提供register()、remove()和notifyObservers()方法，因為已經從超類(Observable)中繼承了。

5.2 Java內建的觀察者模式

5.2.1 Java內建觀察者模式與觀察者模式的差別

主題擴充套件自Observable類，並繼承了增加、刪除、通知觀察者的方法以及其他方法。

5.2.2 Java內建觀察者模式的使用

將物件變成觀察者：實現觀察者介面(java.util.Observer)，然後呼叫任何Observable物件的addObserver()方法。當不想再當觀察者時，呼叫deleteObserver()方法即可。
可觀察者(主題)傳送資料：
- 利用擴充套件java.util.Observable類產生"可觀察者"
- 呼叫setChanged()方法，標記狀態已經改變
- 呼叫notifyObservers()或notifyObservers(Object arg)
  
  如果想"推"(push)資料給觀察者，就把資料當做資料物件傳送給notifyObservers(Object arg)方法。否則，觀察者就必須從可觀察者物件中"拉"(pull)資料。

觀察者接受資料：觀察者實現更新的方法

update(Observable o,Object arg)
//Observable o:主題(可觀察者)本身當做第一個變數,使觀察者知道是哪一個主題通知它的
//Object arg:傳入notifyObservers()的資料物件。未說明則為空。

5.2.3 setChanged()方法

setChanged()方法用來標記已經改變的事實，讓notifyObservers()方法知道當它被呼叫時應該更新觀察者。如果呼叫notifyObservers()之前未呼叫setChanged()方法，則觀察者就"不會"被通知。

setChanged()方法的虛擬碼：

setChanged(){
    changed = true     //setChanged()方法把changed標誌設為true
}
//推資料
notifyObservers(Object arg){         
    //notifyObservers()方法只會在changed標為"true"時通知觀察者
    if(changed){
        for every observer on the list{
            call update(this,arg)
        }
        changed = false
        //通知觀察者之後，把changed標誌設回false
        //所以若未呼叫setChanged()方法，則changed預設為false，就不會通知觀察者進行更新
    }
}
//拉資料
notifyObservers(){
    notifyObservers(null)
}
//clearChanged():將changed狀態設定回false
//hasChanged():得到changed標誌當前的狀態值(true or false)

5.3 Java內建觀察者模式的使用步驟

匯入正確的Observable/Observer

import java.util.Observer;
import java.util.Observavle;

繼承Observable類

public class Xxx extends Observable{
    //程式碼
}

呼叫setChanged()方法和notifyObservers()方法

public void xxx(){
    setChanged();          //注意呼叫先後順序，setChanged()在前，notifyObservers()在後 
    notifyObservers();     //notifyObservers(Object args);
}

5.4 Java內建觀察者模式的缺點

Observable是一個類，限制了Observable的複用潛力
1. 因為Observable是一個類，所以必須設計一個類繼承它。如果某類想同時具有Observable類和另一個超類的行為，就會陷入兩難，畢竟Java不支援多重繼承。
2. 因為沒有Observable介面，所以無法建立自己的實現，和Java內建的Observers API搭配使用，也無法將java.util的實現換成另一套做法的實現。
Observable將關鍵的方法保護起來了

在Observable API中，setChanged()方法被定義成protected。這意味著：除非繼承自Observable，否則無法建立Observable例項並組合到自己的物件中。該設計違反了"多用組合，少用繼承"這個設計原則。