观察者模式(Observer Pattern),是一种行为设计模式,它定义了对象之间的一对多依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新,而无需修改其源代码。在软件设计中,观察者模式尤其适用于那些需要处理事件或者状态变化,并需要实时通知相关处理者的场景。
在这个特定的应用设计案例中,考虑的是一个天气监测系统,其中的核心组件是`WeatherData`对象,它负责收集和存储实时的气象数据,如温度、湿度和气压。系统需要实时更新多种类型的报告,包括当前天气情况、统计报告和预报,以满足不同用户的查询需求。为确保系统的灵活性和可扩展性,设计者希望允许第三方开发者通过API添加自定义的气象报告功能。
`Subject`(观察者接口)是被观察者,它包含以下方法:
1. `registerObserver(Observer observer)`:注册新的观察者。
2. `removeObserver(Observer observer)`:移除已注册的观察者。
3. `notifyObserver()`:当状态改变时,通知所有已注册的观察者。
`Observer`(观察者接口)的实现,比如`CurrentconditionsDisplay`、`StatisticsDisplay`和`ThirdPartyDisplay`,它们负责接收`WeatherData`的通知并更新自身状态,具体行为如下:
- `CurrentconditionsDisplay`:实时显示当前的天气状况。
- `StatisticsDisplay`:计算并显示气象数据的统计信息。
- `ThirdPartyDisplay`:基于接收到的数据执行定制化的展示逻辑。
`DisplayElement`是一个抽象接口,定义了展示数据的基本方法`display()`,具体的显示类(如`CurrentconditionsDisplay`、`StatisticsDisplay`和`ThirdPartyDisplay`)都是`DisplayElement`的实例。
当`WeatherData`对象的`measurementsChanged()`方法被调用,意味着气象数据已更新,此时它会调用`notifyObserver()`来通知所有注册的观察者进行更新。这种方式保持了`WeatherData`本身的简单性和模块化,使得在不修改其代码的情况下,系统可以灵活地增加新的报告类型和显示方式。
在实际应用中,如股票行情软件设计,也可以采用观察者模式,股票价格变动时,所有订阅该股票的分析软件都能立即更新,从而实现实时监控和动态报告。通过观察者模式,软件设计者能够维护良好的架构,提高代码的可维护性和可扩展性。