7. 行为模式观察者模式

定义

观察者模式是一种行为设计模式，它定义了一对多的依赖关系，以便当对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。该模式通常用于实现订阅机制，以在发布者和订阅者之间建立松耦合的关系。

核心理念

观察者模式的核心思想是将“观察者”与“被观察者”分开。当被观察者（也称为主体）发生变化时，所有观察者都会自动收到通知并进行相应处理。这种模式减少了系统中对象之间的耦合，使系统更加灵活和可扩展。

成分

主体：维护一组观察者对象，并在自身状态发生变化时通知这些观察者。观察者：定义一个接口或抽象类来接收来自主题的通知并更新它们。 ConcreteSubject（特定主题）：包含特定状态并在状态发生变化时通知所有观察者的特定主题对象。 ConcreteObserver：具体观察者，实现更新方法并定义收到通知时要执行的操作。类图示例

+--------------------+ +--------------------+|主题|---------|观察者|+--------------------+ +---------------- -------- ----+| + 附加（观察者）| | + 更新() || + 分离（观察者）| +---------------- --------+| + 通知观察者() | +--------------------+ ^ |+--------- -------------+|具体主题|+--------------------+| - 状态|| + getState() || + setState() |+--------------------+ ^ |+---------------- -- ----+|具体观察者|+--------------------+| - 主题|| + update() |+----- ------------------+类图解释

subject：维护观察者列表，并提供attach()和detach()方法用于添加和删除观察者。 notifyObservers()方法用于通知所有观察者。观察者：定义update() 方法，在主题发生变化时更新自身。 ConcreteSubject（具体主题）：实现一个具体的主题类，维护状态并在状态改变时通知观察者。 ConcreteObserver（具体观察者）：实现观察者接口，在接收主题通知时更新自身状态。代码示例

下面是观察者模式的一个简单示例，演示了主题对象如何通知观察者更新的状态：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;//Subject接口接口Subject { void Attach(Observerobserver);无效分离（观察者观察者）； void notifyObservers(); }//具体主题类class ConcreteSubjectimplementsSubject { private ListObserver Observers=new ArrayList();私有字符串状态；公共字符串getState() { 返回状态； } public void setState(String state) { this.state=state;通知观察者（）； } @Override public voidattach(Observerobserver){observers.add(observer); } @Override public void detach(Observerobserver) {observers.remove(observer); } @Override public void notifyObservers() { for (Observer 观察者： 个观察者) { Observer.update() ; } }}//观察者接口interface Observer { void update(); }//具体观察者类class ConcreteObserver Implements Observer { private String ObserverState;私有ConcreteSubject 主题；公共ConcreteObserver(ConcreteSubject subject) { this.subject=subject; this.subject.attach(this); } @Override public void update() { ObserverState=subject.getState(); System.out.println('观察者更新状态为：' + ObserverState); }}//客户端代码public class ObserverPatternExample { public static void main(String[] args) { ConcreteSubject subject=new ConcreteSubject(); ConcreteObserver 观察者1=new ConcreteObserver(subject); ConcreteObserver 观察者2=new ConcreteObserver(subject); subject.setState('状态1'); subject.setState('状态2'); }}代码解释

主题接口：定义添加、删除和通知观察者的方法。 ConcreteSubject 类：具体主题类，维护状态并通知观察者。 Observer接口：定义了update()方法。 ConcreteObserver类：具体的观察者类，实现update()方法，当主体状态改变时更新自己的状态。 ObserverPatternExample 类：客户端代码，演示如何通过观察者模式实现主体对象和观察者之间的通知机制。优势

松耦合：观察者模式实现了发布者和订阅者之间的松耦合。主体对象不需要知道观察者的细节，只需要通知观察者即可。动态扩展：可以动态添加或删除观察者，使系统更加灵活。遵守开放封闭原则：添加新的观察者时，不需要修改现有的主题代码。缺点

通知顺序：主体对象会依次通知每个观察者，通知的顺序可能会影响系统的行为。性能开销：当观察者数量较多时，频繁的通知操作可能会造成性能开销。循环依赖：如果主题和观察者之间出现循环依赖，可能会导致系统死锁或无限循环。适用场景