行为型设计模式-观察者（observer）模式

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通俗示例

想象一下你订阅了一个新闻网站，每当有重大新闻发生时，网站会立即向你发送通知。你不需要一直刷新网站，只需等待通知即可。这里，新闻网站就是观察者模式中的“主题”（Subject），而你作为订阅者就是“观察者”（Observer）。当新闻（即“主题”的状态）更新时，新闻网站会自动通知所有订阅者（观察者），这就是观察者模式的典型应用。

通俗解释

观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，允许一个对象（称为主题）的状态发生变化时，自动通知所有依赖于它的对象（称为观察者）。在观察者模式中，主题对象维护一组观察者，并负责通知它们任何状态变化。

观察者模式的组成包括以下几部分：

• 主题（Subject）：负责维护观察者列表，并提供方法来添加、删除和通知观察者。
• 观察者（Observer）：定义一个更新接口，当主题对象状态改变时，观察者会接到通知并进行相应的处理。
• 具体主题（Concrete Subject）：实现主题接口，并管理观察者的状态和通知逻辑。
• 具体观察者（Concrete Observer）：实现观察者接口，并具体处理状态变化的通知。

观察者模式的优点

• 低耦合性：主题和观察者之间的依赖关系被最小化，它们可以独立地改变和复用。
• 动态性：可以在运行时动态地添加或删除观察者，主题无需了解任何事情。
• 响应性：主题状态发生变化时，所有观察者都会立即得到通知。

Python代码示例

以下是一个观察者模式的简单实现：

# 观察者接口
class Observer:

    def update(self, subject):
        pass


# 具体观察者
class ConcreteObserver(Observer):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def update(self, subject):
        print(f"Observer {self.name} notified about {subject._state}")


# 主题接口
class Subject:
    def attach(self, observer):
        pass

    def detach(self, observer):
        pass

    def notify(self):
        pass


# 具体主题
class ConcreteSubject(Subject):
    def __init__(self):
        self._observers = []
        self._state = None

    def attach(self, observer):
        self._observers.append(observer)

    def detach(self, observer):
        self._observers.remove(observer)

    def notify(self):
        for observer in self._observers:
            observer.update(self)

    def set_state(self, state):
        self._state = state
        self.notify()


# 客户端代码
if __name__ == "__main__":
    # 创建主题和观察者
    subject = ConcreteSubject()
    observer1 = ConcreteObserver("observer1")
    observer2 = ConcreteObserver("observer2")

    # 添加观察者到主题
    subject.attach(observer1)
    subject.attach(observer2)

    # 更改主题状态，观察者会收到通知
    subject.set_state("New State")
    subject.set_state("New State 2")

在这个例子中，Observer是观察者接口，ConcreteObserver是具体观察者类。Subject是主题接口，ConcreteSubject是具体主题类，它维护了一个观察者列表，并在状态变化时通知它们。客户端代码创建了主题和观察者对象，展示了如何将观察者添加到主题，并触发状态变化的通知。

总结

观察者模式通过解耦主题和观察者，提高了应用程序的灵活性和可扩展性。它特别适用于那些当一部分代码的变动需要通知多个其他部分，而这些部分又不应该直接相互通信的情况。观察者模式让这些部分可以独立地改变，而不会影响到其他部分。