23种设计模式-行为型模式之观察者模式（Java版本）

Java 观察者模式（Observer Pattern）详解

什么是观察者模式？

观察者模式是一种行为型设计模式，定义对象之间的一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象状态发生变化时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

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使用场景

• 一个对象状态的变化需要通知多个对象
• 系统中存在一对多的依赖关系
• 实现事件处理系统（如GUI、订阅/发布）

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️ 模式结构

• Subject（主题）：被观察的对象，提供注册和移除观察者的方法
• Observer（观察者）：定义响应更新的方法
• ConcreteSubject / ConcreteObserver：具体实现类

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✅ 示例：天气预报系统

观察者接口（Observer）

public interface Observer {
    void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

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主题接口（Subject）

public interface Subject {
    void registerObserver(Observer o);
    void removeObserver(Observer o);
    void notifyObservers();
}

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具体主题类

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

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

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer o : observers) {
            o.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObservers();
    }
}

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具体观察者类

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
    private float temperature;
    private float humidity;

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    public void display() {
        System.out.println("当前温度：" + temperature + "℃，湿度：" + humidity + "%");
    }
}

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客户端调用

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay display = new CurrentConditionsDisplay();

        weatherData.registerObserver(display);
        weatherData.setMeasurements(26.5f, 65.0f, 1013.0f);
    }
}

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✅ 优点

• 降低耦合性，实现松散耦合的通知机制
• 易于添加新观察者，符合开闭原则

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⚠️ 缺点

• 观察者太多时通知会影响性能
• 通知链可能较复杂，调试困难

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使用建议

适合构建事件驱动系统、发布订阅模型，也广泛应用于GUI框架、MVC架构中。