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Java Q&A: 使用Observer模式
A：我想在自己的Java程序中使用Observer模式。基于此，能否提供某些示例代碼來演示如何去做？
Q：正如面向?qū)ο缶幊逃兄诖a復(fù)用一樣，設(shè)計模式可以促進設(shè)計復(fù)用。確實，設(shè)計模式可以讓你復(fù)用那些正確的、成熟的設(shè)計。但近來，批評設(shè)計模式的聲音越來越多。批評者指出，缺乏經(jīng)驗的開發(fā)者會很容易地掉進 "模式陷阱" 之中。
模式陷阱讓缺乏經(jīng)驗的開發(fā)者迷失了方向。因而，他們在處理問題時不是去尋找可能存在的最好方案，而把最終目標(biāo)集中在盡可能地實現(xiàn)更多的設(shè)計模式之上。在一些人看來，使用設(shè)計模式好象必然會帶來良好的設(shè)計。按照這個邏輯，只要大量使用設(shè)計模式，就必然為你產(chǎn)生一個優(yōu)秀的設(shè)計！然而現(xiàn)實中，這一觀點卻導(dǎo)致出許多毫無意義的設(shè)計--即使這個設(shè)計采用了多個設(shè)計模式。看來很遺憾，設(shè)計模式并不能保證良好的設(shè)計。
要想在設(shè)計中正確地運用一個設(shè)計模式，必須確保三個條件：
1. 弄清你的問題
2. 了解這個模式
3. 理解這個模式如何解決你的問題
首先，最重要的是條件1。如果不能完全地弄清你要解決的問題，何談運用模式？
還要知道條件2：必須完全了解你想運用的模式。不了解它怎么能運用它？更重要的是，連一個模式做什么都不知道，又如何想到去用它？
最后一點，如果你不能清楚地說出模式將怎樣解決你的問題（為什么這個模式合適），那還是放棄它。僅僅為了用模式本身而去用它，就會掉進模式陷阱之中。
我并不是在說提這個問題的讀者也一定會掉進模式陷阱。但從提問的表達上來看，它很容易誤導(dǎo)一些開發(fā)者去理解設(shè)計模式。我對這個提問的理解是，這位讀者應(yīng)該清楚自己需要解決的問題，也了解Observer模式，他/她只是不知道如何用Java來實現(xiàn)。
在給出一個Java示例之前，為了有助于其他讀者也能理解，先簡要介紹一下Observer模式。
簡單來說，Observer模式讓一個對象（觀察者，Observer）去監(jiān)視另一個對象（目標(biāo)，Subject）；它使得目標(biāo)和觀察者之間建立一種 "發(fā)布--訂閱"（publish-subscribe ）的關(guān)系。通過Observer模式，觀察者可以向目標(biāo)登記，表明自己要從目標(biāo)接收事件。目標(biāo)需要向觀察者通知事件時，只是簡單地將事件發(fā)給每一個觀察者。
例如，有一個基于某種數(shù)據(jù)模型的電子表格。只要數(shù)據(jù)模型發(fā)生變化，電子表格就需要更新表格單元以及內(nèi)嵌的圖表。這個例子中，目標(biāo)是數(shù)據(jù)模型，觀察者是表格單元和圖表。當(dāng)觀察者接收到數(shù)據(jù)模型已經(jīng)變化的通知時，它們就更新自己。
Observer模式的好處是：它解除了觀察者和目標(biāo)之間的耦合關(guān)系。目標(biāo)不需要知道它的觀察者的任何信息。相反，目標(biāo)只是允許觀察者訂閱事件。當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)生一個事件時，它簡單地將事件傳給每一個觀察者。
看看下面的Java示例：
public interface Subject {
public void addObserver( Observer o );
public void removeObserver( Observer o );
}
上面的代碼中，Subject接口定義了兩個方法（method），每個Subject都必須實現(xiàn)它們，以使Observer可以在Subject中增加或刪除自身。
public interface Observer {
public void update( Subject o );
}
Observer接口（如上）列出了一個方法（method），每個Observer都必須實現(xiàn)它，以使Subject可以發(fā)送更新消息給Observer。
下面看看Subject的一個簡單的實現(xiàn)--IntegerDataBag：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class IntegerDataBag implements Subject {
private ArrayList list = new ArrayList();
private ArrayList observers = new ArrayList();
public void add( Integer i ) {
list.add( i );
notifyObservers();
}
public Iterator iterator() {
return list.iterator();
}
public Integer remove( int index ) {
if( index < list.size() ) {
Integer i = (Integer) list.remove( index );
notifyObservers();
return i;
}
return null;
}
public void addObserver( Observer o ) {
observers.add( o );
}
public void removeObserver( Observer o ) {
observers.remove( o );
}
private void notifyObservers() {
// loop through and notify each observer
Iterator i = observers.iterator();
while( i.hasNext() ) {
Observer o = ( Observer ) i.next();
o.update( this );
}
}
}
IntegerDataBag適用于使用Integer的場合。IntegerDataBag也允許Observer增加和刪除它們自身。
再看看兩個Observer的實現(xiàn)--IntegerAdder和IntegerPrinter：
import java.util.Iterator;
public class IntegerAdder implements Observer {
private IntegerDataBag bag;
public IntegerAdder( IntegerDataBag bag ) {
this.bag = bag;
bag.addObserver( this );
}
public void update( Subject o ) {
if( o == bag ) {
System.out.println( "The contents of the IntegerDataBag have changed." );
int counter = 0;
Iterator i = bag.iterator();
while( i.hasNext() ) {
Integer integer = ( Integer ) i.next();
counter+=integer.intValue();
}
System.out.println( "The new sum of the integers is: " + counter );
}
}
}
import java.util.Iterator;
public class IntegerPrinter implements Observer {
private IntegerDataBag bag;
public IntegerPrinter( IntegerDataBag bag ) {
this.bag = bag;
bag.addObserver( this );
}
public void update( Subject o ) {
if( o == bag ) {
System.out.println( "The contents of the IntegerDataBag have changed." );
System.out.println( "The new contents of the IntegerDataBag contains:" );
Iterator i = bag.iterator();
while( i.hasNext() ) {
System.out.println( i.next() );
}
}
}
}
IntegerAdder和IntegerPrinter將自己作為觀察者增加到IntegerDataBag。當(dāng)IntegerAdder接收到一條更新消息時，它先統(tǒng)計bag中的總數(shù)，然后顯示結(jié)果。同樣，當(dāng)IntegerPrinter接收到一條更新消息時，它打印出bag中的Interger。
下面是一個簡單的main()，它使用了上面的幾個類：
public class Driver {
public static void main( String [] args ) {
Integer i1 = new Integer( 1 ); Integer i2 = new Integer( 2 );
Integer i3 = new Integer( 3 ); Integer i4 = new Integer( 4 );
Integer i5 = new Integer( 5 ); Integer i6 = new Integer( 6 );
Integer i7 = new Integer( 7 ); Integer i8 = new Integer( 8 );
Integer i9 = new Integer( 9 );
IntegerDataBag bag = new IntegerDataBag();
bag.add( i1 ); bag.add( i2 ); bag.add( i3 ); bag.add( i4 );
bag.add( i5 ); bag.add( i6 ); bag.add( i7 ); bag.add( i8 );
IntegerAdder adder = new IntegerAdder( bag );
IntegerPrinter printer = new IntegerPrinter( bag );
// adder and printer add themselves to the bag
System.out.println( "About to add another integer to the bag:" );
bag.add( i9 );
System.out.println("");
System.out.println("About to remove an integer from the bag:");
bag.remove( 0 );
}
}
運行main，你將看到：
c:\javaworld\java Driver
About to add another integer to the bag:
The contents of the IntegerDataBag have changed.
The new sum of the intergers is: 45
The contents of the IntegerDataBag have changed.
The new contents of the IntegerDataBag contains:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
About to remove an integer from the bag:
The contents of the IntegerDataBag have changed.
The new sum of the intergers is: 44
The contents of the IntegerDataBag have changed.
The new contents of the IntegerDataBag contains:
2
3
4
5
6
7
8
9
IntegerDataBag/IntegerAdder/IntegerPrinter是應(yīng)用Observer模式的一個很簡單的例子。Java本身有大量使用Observer模式的例子：AWT/Swing事件模型，還有java.util.Observer和java.util.Observable接口等，都是很好的例子。
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