Java怎么使用观察者模式实现气象局高温预警功能

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一、模式定义

观察者模式，又称为发布/订阅模式。观察者模式定义了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。

二、模式举例

1 模式分析

我们借用气象局高温预警来说明这一模式。

2 观察者模式静态类图

3 代码示例

3.1观察者接口一IObserver

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

3.2主题接口一ISubject

package com.demo.subject;
import com.demo.observer.IObserver;
/**
 * 主题接口（被观察者）
 *
 * @author
 *
 */
public interface ISubject
{
  /**
   * 增加观察者
   *
   * @param observer
   * @return
   */
  public boolean add(IObserver observer);
  /**
   * 删除观察者
   *
   * @param observer
   * @return
   */
  public boolean remove(IObserver observer);
  /**
   * 通知所有观察者更新数据
   */
  public void notifyAllObserver();
  /**
   * 设置温度值
   *
   * @param temperature
   */
  public void setTemperature(float temperature);
  /**
   * 获得温度预警
   *
   * @return
   */
  public String temperatureReport();
}

3.3具体主题实现一Subject

package com.demo.subject;
import java.util.Iterator;
import java.util.Vector;
import com.demo.observer.IObserver;
/**
 * 主题实现类（被观察者）
 *
 * @author
 *
 */
public class Subject implements ISubject {
  // 温度
  /**
   * （一）高温黄色预警信号
   *
   * 标准：连续三天日最高气温将在35℃以上。
   *
   * （二）高温橙色预警信号
   *
   * 标准：24小时内最高气温将升至37℃以上。
   *
   * （三）高温红色预警信号
   *
   * 标准：24小时内最高气温将升至40℃以上。
   */
  private float temperature;
  // 预警级别
  private String warningLevel;
  // 保存观察者列表
  private final Vector<IObserver> vector;
  /**
   * 构造方法 初始化观察者列表
   */
  public Subject() {
    vector = new Vector<IObserver>();
  }
  /**
   * 增加观察者
   */
  public boolean add(IObserver observer) {
    if (observer != null && !vector.contains(observer)) {
      return vector.add(observer);
    }
    return false;
  }
  /**
   * 移除观察者
   */
  public boolean remove(IObserver observer) {
    return vector.remove(observer);
  }
  /**
   * 通知所有观察者更新数据
   */
  public void notifyAllObserver() {
    System.out.println("======气象部门发布高温" + this.warningLevel + "警报!======");
    Iterator<IObserver> iterator = vector.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
      (iterator.next()).update(this);
    }
  }
  /**
   * 私有方法 根据温度值设置预警级别 然后通知所有观察者
   */
  private void invoke() {
    if (this.temperature >= 35) {
      if (this.temperature >= 35 && this.temperature < 37) {
        this.warningLevel = "黄色";
      } else if (this.temperature >= 37 && this.temperature < 40) {
        this.warningLevel = "橙色";
      } else if (this.temperature >= 40) {
        this.warningLevel = "红色";
      }
      // 通知所有观察者温度状况
      this.notifyAllObserver();
    }
  }
  /**
   * 设置温度值
   *
   * @param temperature
   */
  public void setTemperature(float temperature) {
    this.temperature = temperature;
    this.invoke();
  }
  /**
   * 获得温度预警
   */
  public String temperatureReport() {
    return " 温度：" + this.temperature;
  }
}

3.4个人观察者一PersonObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 个人用户观察者
 * @author
 *
 */
public class PersonObserver implements IObserver
{
  public void update(ISubject subject)
  {
    System.out.println("个人收到高温预警：" + subject.temperatureReport());
  }
}

3.5政府观察者一GovernmentObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 政府用户观察者
 * @author
 *
 */
public class GovernmentObserver implements IObserver
{
  public void update(ISubject subject)
  {
    System.out.println("政府部门收到高温预警：" + subject.temperatureReport());
  }
}

3.6企事业单位观察者一CompanyObserver

package com.demo.observer;
import com.demo.subject.ISubject;
/**
 * 企事业单位用户观察者
 * @author
 *
 */
public class CompanyObserver implements IObserver
{
  public void update(ISubject subject)
  {
    System.out.println("企事业单位收到高温预警：" + subject.temperatureReport());
  }
}

3.7让系统开始运行一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;
/**
 * 客户端应用
 *
 * @author
 *
 */
public class Client {
  /**
   * @param args
   */
  public static void main(String[] args) {
    // 创建主题对象
    ISubject subject = new Subject();
    // 增加企事业单位观察者
    subject.add(new CompanyObserver());
    // 增加政府用户观察者
    subject.add(new GovernmentObserver());
    // 增加个人用户观察者
    subject.add(new PersonObserver());
    Random random = new Random();
    int i = 0;
    while (++i < 10) {
      // 设置随机温度
      subject.setTemperature(random.nextInt(45));
    }
  }
}

4 运行结果

======气象部门发布高温黄色警报!======
企事业单位收到高温预警： 温度：35.0
政府部门收到高温预警： 温度：35.0
个人收到高温预警： 温度：35.0
======气象部门发布高温红色警报!======
企事业单位收到高温预警： 温度：43.0
政府部门收到高温预警： 温度：43.0
个人收到高温预警： 温度：43.0
======气象部门发布高温橙色警报!======
企事业单位收到高温预警： 温度：37.0
政府部门收到高温预警： 温度：37.0
个人收到高温预警： 温度：37.0

三、该模式设计原则

1"开——闭"原则
2单一职责原则
3依赖倒置原则

四、使用场合

1 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，需要将这两个方面分别封装到独立对象中，彼此独立地改变和复用的时候。
2 当一个系统中一个对象的改变需要同时改变其他对象内容，但又不知道待改变对象到底有多少个的时候。
3 当一个对象的改变必须通知其他对象做出相应的变化，但是不能确定通知对象是谁的时候。

五、"推数据"静态类图

所谓"推数据"，就是当被观察对象发生改变时，将相关数据通过参数形式传递给观察者，这就形成了被观察者"推数据"给观察者，静态类图如下：

六、"拉数据"静态类图

所谓"拉数据"，观察者对象含有一个对被观察者对象实例的引用，当被观察者对象发生变化时，不会传递任何数据给观察者，而由观察者根据被观察者对象实例的引用主动获取相关的数据，这就形成了观察者主动从被观察对象中"拉数据“，静态类图如下：

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