设计模式【行为型】-- 观察者模式

观察者模式（Observer Pattern）

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为型设计模式，用于在对象之间建立一种一对多的依赖关系，使得当一个对象状态改变时，其相关依赖对象都能得到通知并自动更新。

概念：

1. 主题（Subject）：也称为被观察者，它维护一个观察者列表，并提供添加、删除和通知观察者的方法。
2. 观察者（Observer）：它定义了一个接口，当主题状态改变时会被通知，并执行相应的更新操作。
3. 具体主题（ConcreteSubject）：实现主题接口，当状态发生变化时，通知其注册的观察者。
4. 具体观察者（ConcreteObserver）：实现观察者接口，定义在接收到通知时所进行的更新操作。

优点：

1. 解耦：观察者模式能够让主题与观察者之间解耦，使得它们可以独立地进行扩展和变化。
2. 易扩展：可以灵活地增加新的观察者，无需修改主题代码。
3. 通知机制：当对象之间存在一对多关系时，观察者模式能够提供一种简单的通知机制，保证相关对象及时更新。

缺点：

1. 过多的更新：如果观察者较多且更新操作较复杂，可能导致性能问题。
2. 循环依赖：观察者和主题之间的循环依赖需谨慎处理，避免导致循环调用。

使用场景：

1. 当一个对象的改变需要同时改变其他对象，并且不知道有多少对象需要改变时，可以考虑使用观察者模式。
2. 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，将这两者封装在独立的对象中可以使用观察者模式实现解耦。

示例案例：新闻发布订阅系统

假设我们有一个新闻发布订阅系统，包含以下角色：

• 主题（Subject）：新闻发布者，维护一个订阅者列表，并提供添加、删除和通知订阅者的方法。
• 观察者（Observer）：新闻订阅者，定义了接收新闻更新的方法。
• 具体主题（ConcreteSubject）：具体的新闻发布者，继承主题接口，实现添加、删除和通知订阅者的方法。
• 具体观察者（ConcreteObserver）：具体的新闻订阅者，实现观察者接口，定义接收新闻更新的方法。

// 主题接口
interface Subject {
    void addObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers(String news);
}

// 观察者接口
interface Observer {
    void update(String news);
}

// 具体主题
class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

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

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

    @Override
    public void notifyObservers(String news) {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(news);
        }
    }
}

// 具体观察者
class ConcreteObserver implements Observer {
    private String name;

    public ConcreteObserver(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String news) {
        System.out.println(name + " received news: " + news);
    }
}

// 测试代码
public class ObserverPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        
        Observer observer1 = new ConcreteObserver("Subscriber 1");
        Observer observer2 = new ConcreteObserver("Subscriber 2");
        
        subject.addObserver(observer1);
        subject.addObserver(observer2);
        
        subject.notifyObservers("Breaking News: COVID-19 Update!");
        
        subject.removeObserver(observer2);
        
        subject.notifyObservers("Sports News: Team A wins the championship!");
    }
}

在上面的例子中，新闻发布者和订阅者之间的关系被解耦，当新闻发布者发布新闻时，所有订阅者都会收到通知并进行相应的更新操作。