Java怎么使用觀察者模式實現(xiàn)氣象局高溫預警功能

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一、模式定義

觀察者模式，又稱為發(fā)布/訂閱模式。觀察者模式定義了對象間的一種一對多的依賴關系，當一個對象的狀態(tài)發(fā)生改變時，所有依賴于它的對象都得到通知并被自動更新。

二、模式舉例

1 模式分析

我們借用氣象局高溫預警來說明這一模式。

2 觀察者模式靜態(tài)類圖

3 代碼示例

3.1觀察者接口一IObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 觀察者接口
 * @author
 *
 */
public interface IObserver
{
  //更新方法
  public void update(ISubject subject);
}

3.2主題接口一ISubject

package com.demo.subject;
import com.demo.observer.IObserver;
/**
 * 主題接口（被觀察者）
 *
 * @author
 *
 */
public interface ISubject
{
  /**
   * 增加觀察者
   *
   * @param observer
   * @return
   */
  public boolean add(IObserver observer);
  /**
   * 刪除觀察者
   *
   * @param observer
   * @return
   */
  public boolean remove(IObserver observer);
  /**
   * 通知所有觀察者更新數(shù)據(jù)
   */
  public void notifyAllObserver();
  /**
   * 設置溫度值
   *
   * @param temperature
   */
  public void setTemperature(float temperature);
  /**
   * 獲得溫度預警
   *
   * @return
   */
  public String temperatureReport();
}

3.3具體主題實現(xiàn)一Subject

package com.demo.subject;
import java.util.Iterator;
import java.util.Vector;
import com.demo.observer.IObserver;
/**
 * 主題實現(xiàn)類（被觀察者）
 *
 * @author
 *
 */
public class Subject implements ISubject {
  // 溫度
  /**
   * （一）高溫黃色預警信號
   *
   * 標準：連續(xù)三天日最高氣溫將在35℃以上。
   *
   * （二）高溫橙色預警信號
   *
   * 標準：24小時內(nèi)最高氣溫將升至37℃以上。
   *
   * （三）高溫紅色預警信號
   *
   * 標準：24小時內(nèi)最高氣溫將升至40℃以上。
   */
  private float temperature;
  // 預警級別
  private String warningLevel;
  // 保存觀察者列表
  private final Vector<IObserver> vector;
  /**
   * 構造方法 初始化觀察者列表
   */
  public Subject() {
    vector = new Vector<IObserver>();
  }
  /**
   * 增加觀察者
   */
  public boolean add(IObserver observer) {
    if (observer != null && !vector.contains(observer)) {
      return vector.add(observer);
    }
    return false;
  }
  /**
   * 移除觀察者
   */
  public boolean remove(IObserver observer) {
    return vector.remove(observer);
  }
  /**
   * 通知所有觀察者更新數(shù)據(jù)
   */
  public void notifyAllObserver() {
    System.out.println("======氣象部門發(fā)布高溫" + this.warningLevel + "警報!======");
    Iterator<IObserver> iterator = vector.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
      (iterator.next()).update(this);
    }
  }
  /**
   * 私有方法 根據(jù)溫度值設置預警級別 然后通知所有觀察者
   */
  private void invoke() {
    if (this.temperature >= 35) {
      if (this.temperature >= 35 && this.temperature < 37) {
        this.warningLevel = "黃色";
      } else if (this.temperature >= 37 && this.temperature < 40) {
        this.warningLevel = "橙色";
      } else if (this.temperature >= 40) {
        this.warningLevel = "紅色";
      }
      // 通知所有觀察者溫度狀況
      this.notifyAllObserver();
    }
  }
  /**
   * 設置溫度值
   *
   * @param temperature
   */
  public void setTemperature(float temperature) {
    this.temperature = temperature;
    this.invoke();
  }
  /**
   * 獲得溫度預警
   */
  public String temperatureReport() {
    return " 溫度：" + this.temperature;
  }
}

3.4個人觀察者一PersonObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 個人用戶觀察者
 * @author
 *
 */
public class PersonObserver implements IObserver
{
  public void update(ISubject subject)
  {
    System.out.println("個人收到高溫預警：" + subject.temperatureReport());
  }
}

3.5政府觀察者一GovernmentObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 政府用戶觀察者
 * @author
 *
 */
public class GovernmentObserver implements IObserver
{
  public void update(ISubject subject)
  {
    System.out.println("政府部門收到高溫預警：" + subject.temperatureReport());
  }
}

3.6企事業(yè)單位觀察者一CompanyObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 企事業(yè)單位用戶觀察者
 * @author
 *
 */
public class CompanyObserver implements IObserver
{
  public void update(ISubject subject)
  {
    System.out.println("企事業(yè)單位收到高溫預警：" + subject.temperatureReport());
  }
}

3.7讓系統(tǒng)開始運行一Client

package com.demo;
import java.util.Random;
import com.demo.observer.CompanyObserver;
import com.demo.observer.GovernmentObserver;
import com.demo.observer.PersonObserver;
import com.demo.subject.ISubject;
import com.demo.subject.Subject;
/**
 * 客戶端應用
 *
 * @author
 *
 */
public class Client {
  /**
   * @param args
   */
  public static void main(String[] args) {
    // 創(chuàng)建主題對象
    ISubject subject = new Subject();
    // 增加企事業(yè)單位觀察者
    subject.add(new CompanyObserver());
    // 增加政府用戶觀察者
    subject.add(new GovernmentObserver());
    // 增加個人用戶觀察者
    subject.add(new PersonObserver());
    Random random = new Random();
    int i = 0;
    while (++i < 10) {
      // 設置隨機溫度
      subject.setTemperature(random.nextInt(45));
    }
  }
}

4 運行結果

======氣象部門發(fā)布高溫黃色警報!======
企事業(yè)單位收到高溫預警： 溫度：35.0
政府部門收到高溫預警： 溫度：35.0
個人收到高溫預警： 溫度：35.0
======氣象部門發(fā)布高溫紅色警報!======
企事業(yè)單位收到高溫預警： 溫度：43.0
政府部門收到高溫預警： 溫度：43.0
個人收到高溫預警： 溫度：43.0
======氣象部門發(fā)布高溫橙色警報!======
企事業(yè)單位收到高溫預警： 溫度：37.0
政府部門收到高溫預警： 溫度：37.0
個人收到高溫預警： 溫度：37.0

三、該模式設計原則

1"開——閉"原則
2單一職責原則
3依賴倒置原則

四、使用場合

1 當一個抽象模型有兩個方面，其中一個方面依賴于另一個方面，需要將這兩個方面分別封裝到獨立對象中，彼此獨立地改變和復用的時候。
2 當一個系統(tǒng)中一個對象的改變需要同時改變其他對象內(nèi)容，但又不知道待改變對象到底有多少個的時候。
3 當一個對象的改變必須通知其他對象做出相應的變化，但是不能確定通知對象是誰的時候。

五、"推數(shù)據(jù)"靜態(tài)類圖

所謂"推數(shù)據(jù)"，就是當被觀察對象發(fā)生改變時，將相關數(shù)據(jù)通過參數(shù)形式傳遞給觀察者，這就形成了被觀察者"推數(shù)據(jù)"給觀察者，靜態(tài)類圖如下：

六、"拉數(shù)據(jù)"靜態(tài)類圖

所謂"拉數(shù)據(jù)"，觀察者對象含有一個對被觀察者對象實例的引用，當被觀察者對象發(fā)生變化時，不會傳遞任何數(shù)據(jù)給觀察者，而由觀察者根據(jù)被觀察者對象實例的引用主動獲取相關的數(shù)據(jù)，這就形成了觀察者主動從被觀察對象中"拉數(shù)據(jù)“，靜態(tài)類圖如下：

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