1. 天气应用

系统中共有3中角色：

天气站：获取真实天气数据的物理设备
天气数据对象：从天气站获取数据并更新显示设备
显示设备：向用户展示当前的天气

需求：

WeatherData对象可以获取天气信息，信息发生变化时，将信息推送给显示设备
有三种显示设备：current conditions, weather stats, forecast

2. Observer Pattern

2.1. 订阅报纸或杂志是怎么工作的？

报纸出版商开始发布报纸
订阅者向出版商订阅报纸，每次发行了新的报纸，出版商会把新报纸寄给订阅者
如果你不想在看报纸，你可以取消订阅，出版商就会停止报纸的邮寄
只要出版商还存在，人们、旅馆等就可以不断地订阅或取消订阅出版物。

2.2. Publisher + Subscribers = Observer Pattern

以报纸订阅为例：

newspaper object表示一个报纸出版商(publisher)的对象，Joe，Jenny，Tom是三个用户对象，他们向newspaper object发起订阅（或称向newspaper注册），完成了订阅的动作之后他们就成为了订阅者，当newspaper发布新一期的报纸时，这三个用户将会收到更新。我们将发布者(publisher)称为subject，将订阅者(subscribers)称为Observers。

这时一个非订阅者Penny也想要获取报纸，Penny需要向出版商订阅

现在Penny就成为了一个Observer，报纸更新时，就会推送给Penny和其他的Observer

如果用户Tom不想再继续看报纸了，他就可以取消订阅，此时Tom就不再是一个Observer了

newspaper object就会把Tom移出推送列表，报纸更新时就不再会推送给Tom

2.3. 定义

The Observer Pattern defines a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state,all of its dependents are notified and updated automatically.

2.4. 观察者模式类图

2.5. 松耦合

当两个对象之间的关系是松耦合时，他们可以交互，但是他们只知道彼此很少的信息。

观察者模式提供了一种subject和observer对象间松耦合的设计模式。

subject对于observer的了解仅仅是知道observer实现了一个特定的接口(Observer接口)，subject不需要知道任何关于observer的其他信息
可以随时添加一个新的observer
增加新类型的observer时不需要修改subject
可以独立的重用subject和observer
改变subject或observer不会相互影响

松耦合设计允许我们构建灵活的OO系统，这个系统可以handle change，因为他们最小化了对象间的相互依赖

3. 天气应用的设计实现

4. push 与 pull

　在观察者模式中，常用的有推模型和拉模型两种方式。

推模型

主题对象向观察者推送主题的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。
拉模型

主题对象在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息，由观察者主动到主题对象中获取，相当于是观察者从主题对象中拉数据。一般这种模型的实现中，会把主题对象自身通过update()方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取了。

4.1. push 模型

在push模型中Subject需要将所有更新的数据通过update函数通知观察者。

完整代码

一个具体的Subject定义如下：

public class WeatherData implements Subject {
    private ArrayList<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

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

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

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

    public void measurementsChanged(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObservers();
    }
}

一个具体的观察者定义如下：

public class CurrentCondition implements Observer, DisplayElement {
    private float temperature;

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

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("CurrentCondition: " + "temperature is " + temperature + ".C");
    }
}

从这个观察着的定义我们可以看出，在push模式下，即使一个观察者仅需要直到一个数值的变化，也会收到Subject对象推送的全部消息

4.2. pull 模型

在pull模型中。Subject仅需将this当做参数通知给Observers，observer可以根据需要来获取想要的信息。由于需要动态获取，Subject对象需要提供getter方法。

完整代码

一个具体的Subject定义如下：

public class WeatherData implements Subject {
    private ArrayList<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

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

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

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer o: observers) {
            o.update(this);
        }
    }

    public void measurementsChanged(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObservers();
    }

    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }
}

一个具体的观察者定义如下：

public class CurrentCondition implements Observer, DisplayElement {
    private float temperature;
    private float humidity;

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("CurrentCondition: temperature is " + temperature + "humidity is " + humidity);
    }

    @Override
    public void update(Subject subject) {
        // 判断subject是否是WeatherData
        if (subject instanceof  WeatherData) {
            this.temperature = ((WeatherData) subject).getTemperature();
            this.humidity = ((WeatherData) subject).getHumidity();
            display();
        }
    }
}

在这里CurrentCondition对象需要获取两个数值，因此调用了subject的getter方法。

5. 问题

在《header first design patterns》这本书中，是给实现Observer接口的类传入了实现Subject接口的类的参数，代码如下

public class CurrentConditionDisplay implements Observer, DisplayElement {
    privite float temperature;
    privite float humidity;
    privite Subject weatherData;
    
    // 是通过这种方式让weatherData对象添加observer
    public CurrentConditionDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    //...other methods
}

我认为这么写不太容易理解，但是搜了网上的一些帖子，绝大部分都是按照这种方式来写的。

我与书中的实现方式不同，我是将实现Observer接口的对象当做参数传给了Subject的对象，代码如下：

public class WeatherData implements Subject {
    private ArrayList<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

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

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

我想既然是WeatherData类维护observers的列表，为什么不把observer作为参数传给registerObserver函数呢？关于这一点，我还没有想明白，后期如果想明白了或者发现自己错了，再来修改。

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关于上面说的问题，我想明白了，这里做一个解释：

通过向observer对象传递WeatherData对象，以达到observer对象自己管理注册和取消注册的动作，在我的代码的实现中，依赖于WeatherStation对于信息发布者和观察者的管理，需要WeatherStation告诉WeatherData对象要添加哪个对象作为观察者，或者告诉WeatherData需要将哪个对象从观察者列表移除。用书中的实现方式，当一个对象想要注册/取消注册时，仅需该对象调用自身的函数即可，比我的实现方式要好。