深入解读观察者模式实例代码及其注释

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，允许对象之间存在一对多的依赖关系，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。这种模式属于行为型模式，是一种对象行为型模式。在软件工程中，观察者模式是被广泛应用的设计模式之一。 在观察者模式中，通常有以下两个主要角色： 1. 观察者（Observer）：接口或抽象类，规定了更新数据的方法，也就是当主题状态改变时需要通知的方法。 2. 主题（Subject）：维护观察者的引用列表，能够添加、移除观察者，并在状态改变时通知所有注册的观察者。 观察者模式实例代码将涉及到以下几个方面： 1. 定义主题接口，包含添加、删除和通知观察者的方法。 2. 实现具体的主题类，管理观察者列表并实现主题接口。 3. 定义观察者接口，包含更新数据的方法。 4. 实现具体的观察者类，实现更新方法。 假设有一个天气站应用，它会提供实时的温度和湿度数据。这个应用可能会有很多用户同时关心这些数据，每当温度和湿度更新时，所有关心的用户（观察者）都应该被通知到。下面是这个应用中实现观察者模式的示例代码，附带详细注释。 ```java // 主题接口，定义了添加、删除和通知观察者的方法。 interface Subject { // 添加观察者 void registerObserver(Observer o); // 移除观察者 void removeObserver(Observer o); // 通知所有观察者 void notifyObservers(); } // 观察者接口，定义了更新数据的方法。 interface Observer { // 当主题状态改变时，该方法被调用以更新观察者的状态。 void update(float temp, float humidity, float pressure); } // 实现具体的主题类，用于维护观察者列表并通知观察者。 class WeatherData implements Subject { private List<Observer> observers; // 观察者列表 private float temperature; private float humidity; private float pressure; public WeatherData() { observers = new ArrayList<>(); } // 注册观察者 @Override public void registerObserver(Observer o) { observers.add(o); } // 移除观察者 @Override public void removeObserver(Observer o) { int i = observers.indexOf(o); if (i >= 0) { observers.remove(i); } } // 通知所有注册的观察者 @Override public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(temperature, humidity, pressure); } } // 当气象站有更新时，这会调用每个观察者的update方法。 public void measurementsChanged() { notifyObservers(); } // 更新气象站测量值的方法 public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) { this.temperature = temperature; this.humidity = humidity; this.pressure = pressure; measurementsChanged(); } } // 实现具体的观察者类，用于接收主题的更新。 class CurrentConditionsDisplay implements Observer { private float temperature; private float humidity; private Subject weatherData; public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) { this.weatherData = weatherData; weatherData.registerObserver(this); } // 更新温度和湿度信息 @Override public void update(float temp, float humidity, float pressure) { this.temperature = temp; this.humidity = humidity; display(); } // 显示更新后的温度和湿度信息 public void display() { System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity"); } } ``` 上述代码展示了观察者模式的基本实现，主题（WeatherData）维护了一个观察者列表，并在状态改变时通知所有观察者。观察者（CurrentConditionsDisplay）实现了一个更新方法，该方法在收到主题状态更新时被调用，以实现观察者的响应。 这个模式的优势在于解耦了主题和观察者之间的关系。主题不需要知道任何关于观察者的具体信息，只需要知道有观察者实现了Observer接口。这样，任何符合Observer接口的类都可以成为观察者，满足了“开闭原则”——对扩展开放，对修改封闭。 不过，在某些情况下，观察者模式可能导致内存泄漏。例如，在图形用户界面（GUI）中，如果用户关闭了窗口，但主题类没有正确地移除观察者，那么可能会导致无用的内存占用。 总结来说，观察者模式是一种简单且强大的模式，它提供了一种对象之间的一对多通知机制，当一个对象改变状态时，所有依赖者都会得到通知。这种模式在很多应用程序中都很有用，尤其是事件驱动和图形界面的应用程序。