【观察者设计模式详解】C/Java/JS/Go/Python/TS不同语言实现

简介

观察者模式(Observer Pattern)是一种行为型模式。它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,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

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。

作用

  1. 一个对象状态更新,其他依赖对象收到通知和自动更新的机制。
  2. 实现模块化分离,实现主题与观察者交互对象之间的松耦合。
    1)观察者定义了对象之间一对多的关系。
    2)被观察者(主题)用一个共同的接口来更新观察者。
    3)观察者和被观察者用松耦合方式结合,被观察者不知道观察者的细节,只知道观察者实现了观察者接口。

实现步骤

  1. 创建观察者observer基础接口,包含主题和更新方法
  2. 创建主题subject抽象类,包含observer列表以及添加和删除方法
  3. 创建具体的主题类,实现通知方法,发布通知时轮询通知全部观察者
  4. 创建多个具体观察者,与主题关联,并实现自己的更新方法
  5. 客户调用时先声明主题,再将观察者分别添加到主题,当主题发布通知时,观察者自动更新

UML

 

 

Java代码

观察者接口

// ObserverAPI.java 观察者接口,Java 9已经默认支持Observer接口
// 这里避免冲突采取ObserverAPI命名
public interface ObserverAPI {
 public Subject subject = null;
 public void update(String content);
}

具体观察者

// ConcreteObserver.java 具体的观察者实现类,也可以看成订阅者,关联对应的主题类。
// 不同的观察者也可以对应多个主题
public class ConcreteObserver implements ObserverAPI {
 public Subject subject;
 // 给观察者绑定主题,同时把观察者添加到主题列表
 public ConcreteObserver(Subject subject) {
 this.subject = subject;
 this.subject.register((ObserverAPI) this);
 }
 // 观察者发出更新通知,不用单独告诉订阅者,由订阅者自行监听
 public void update(String content) {
 System.out.println(String.format("%s::update() [subject.name = %s content = %s]",
 this.getClass().getName(),
 this.subject.getName(), content));
 }
}
// ConcreteObserver2.java 具体的观察者实现类,也可以看成订阅者,关联对应的主题类。
// 不同的观察者可以对应不同的主题。
public class ConcreteObserver2 implements ObserverAPI {
 // 这里没有在构造器就绑定某个主题,而是从客户角度去注册观察者
 public ConcreteObserver2() {
 }
 // 观察者发出更新通知,观察者自行监听
 public void update(String content) {
 System.out.println(String.format("%s::update() [content = %s]",
 this.getClass().getName(), content));
 }
}

抽象主题类

// Subject.java 定义抽象主题类或者接口,供具体主题类继承
public abstract class Subject {
 private String name;
 // protected Set<ObserverAPI> observers = new HashSet<>();
 protected List<ObserverAPI> observers = new ArrayList<>();
 public String getName() {
 return name;
 }
 public void setName(String name) {
 this.name = name;
 }
 public void register(ObserverAPI observer) {
 System.out.println(this.getClass().getName() + "::register() [observer = " + observer.getClass().getSimpleName() + "]");
 observers.add(observer);
 }
 public void remove(ObserverAPI observer) {
 observers.remove(observer);
 }
 // 通知由具体类来实现逻辑
 public abstract void notify(String name);
}

具体主题类

// ConcreteSubject.java 观察者主题类,也是发布者,重写具体的通知方法。不同主题可以关联不同的观察者。
public class ConcreteSubject extends Subject {
 public ConcreteSubject(String name) {
 this.setName(name);
 }
 // 不同的主题类有自己的通知方法,批量通知绑定的观察者
 @Override
 public void notify(String content) {
 System.out.println(this.getClass().getName() + "::notify() [content = " + content + "]");
 for (Object observer : this.observers) {
 ((ObserverAPI) observer).update(content);
 }
 }
}

测试调用

/**
 * 观察者模式应用非常广泛,主要是观察者提前绑定到发布者
 * 当发布者发布消息时,批量广播通知,而无需逐一通知
 * 观察者监听到消息后自己决定采取哪一种行为
 */
 // 定义一个主题,也就是发布者
 Subject concreteSubject = new ConcreteSubject("subject1");
 // 再声明观察者,通过构造器注册到主题上
 ObserverAPI observer1 = new ConcreteObserver(concreteSubject);
 // 也可以单独给主题注册一个新的观察者
 concreteSubject.register(new ConcreteObserver2());
 // 可以移除观察者对象,可以打开注释试下
 // concreteSubject.remove(observer1);
 // 主题开始发布新通知,各观察者自动更新
 concreteSubject.notify("hello, this is broadcast.");

Python代码

观察者接口

# ObserverAPI.py 观察者抽象父类,定义一些公共方法
class ObserverAPI:
 def __init__(self, name):
 self.name = name
 # 观察者发出更新通知,观察者自行监听
 def update(self, content):
 print(self.__class__.__name__ + '::update() [content = ' + content + ']')
 def set_name(self, name):
 self.name = name

具体观察者

# ConcreteObserver.py 具体的观察者实现类,也可以看成订阅者,关联对应的主题类。
# 不同的观察者也可以对应多个主题
from src.ObserverAPI import ObserverAPI
# 具体的观察者实现类,也可以看成订阅者,关联对应的主题类。
# 不同的观察者也可以对应多个主题
class ConcreteObserver(ObserverAPI):
 # 给观察者绑定主题,同时把观察者添加到主题列表
 def __init__(self, subject, name):
 ObserverAPI.__init__(self, name)
 
 # python3支持的父类调用
 # super(ConcreteObserver, self).__init__(name)
 # super().__init__(name)
 self.subject = subject
 subject.register(self)
 # 观察者发出更新通知,不用单独告诉订阅者,由订阅者自行监听
 def update(self, content):
 print(self.__class__.__name__ + '::update() [subject.name = ' +
 self.subject.name + ' content = ' + content + ']')
# ConcreteObserver2.py 具体的观察者实现类,也可以看成订阅者,关联对应的主题类。
# 不同的观察者可以对应不同的主题。
from src.ObserverAPI import ObserverAPI
# 具体的观察者实现类,也可以看成订阅者,关联对应的主题类。
# 不同的观察者可以对应不同的主题。
class ConcreteObserver2(ObserverAPI):
 # 这里没有在构造器就绑定某个主题,而是从客户角度去注册观察者
 # 观察者发出更新通知,观察者自行监听
 # def update(self, content):
 # print(self.__class__.__name__ + '::update() [content = ' + content +']')
 
 pass

抽象主题类

# Subject.py 定义抽象主题类或者接口,供具体主题类继承
class Subject:
 def __init__(self, name):
 self.name = name
 self.observers = []
 def get_name(self):
 return self.name
 def set_name(self, name):
 self.name = name
 def register(self, observer):
 print(self.__class__.__name__ + '::register() [observer = ' +
 observer.__class__.__name__ + ']')
 self.observers.append(observer)
 def remove(self, observer):
 self.observers.remove(observer)
 # 通知由具体类来实现逻辑
 def notify(self, name):
 pass

具体主题类

// ConcreteSubject.py 观察者主题类,也是发布者,重写具体的通知方法。不同主题可以关联不同的观察者。
from src.Subject import Subject
# 观察者主题类,也是发布者,重写具体的通知方法。不同主题可以关联不同的观察者。
class ConcreteSubject(Subject):
 # 不同的主题类有自己的通知方法,批量通知绑定的观察者
 def notify(self, content):
 print(self.__class__.__name__ + '::notify() [content = ' + content +
 ']')
 for observer in self.observers:
 observer.update(content)

测试调用

import sys
import os
os_path = os.getcwd()
sys.path.append(os_path)
from src.ConcreteSubject import ConcreteSubject
from src.ConcreteObserver import ConcreteObserver
from src.ConcreteObserver2 import ConcreteObserver2
def test():
 '''
 * 观察者模式应用非常广泛,主要是观察者提前绑定到发布者
 * 当发布者发布消息时,批量广播通知,而无需逐一通知
 * 观察者监听到消息后自己决定采取哪一种行为
 '''
 # 定义一个主题,也就是发布者
 concrete_subject = ConcreteSubject('subject1')
 # 再声明观察者,通过构造器注册到主题上
 observer1 = ConcreteObserver(concrete_subject, 'observer1')
 # 也可以单独给主题注册一个新的观察者
 observer2 = ConcreteObserver2('observer2')
 concrete_subject.register(observer2)
 # 可以移除观察者对象
 # concrete_subject.remove(observer1)
 # 主题开始发布新通知,各观察者自动更新
 concrete_subject.notify('hello, this is broadcast.')
if __name__ == '__main__':
 print(__file__)
 print("test start:")
 test()

更多语言版本

不同语言实现设计模式:https://github.com/microwind/design-pattern

作者:刀法如飞原文地址:https://www.cnblogs.com/letjs/p/17340897.html

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