# 16.2 觀察器模式
觀察器(`Observer`)模式解決的是一個相當普通的問題:由于某些對象的狀態發生了改變,所以一組對象都需要更新,那么該如何解決?在Smalltalk的MVC(模型-視圖-控制器)的“模型-視圖”部分中,或在幾乎等價的“文檔-視圖結構”中,大家可以看到這個問題。現在我們有一些數據(“文檔”)以及多個視圖,假定為一張圖(`Plot`)和一個文本視圖。若改變了數據,兩個視圖必須知道對自己進行更新,而那正是“觀察器”要負責的工作。這是一種十分常見的問題,它的解決方案已包括進標準的`java.util`庫中。
在Java中,有兩種類型的對象用來實現觀察器模式。其中,`Observable`類用于跟蹤那些當發生一個改變時希望收到通知的所有個體——無論“狀態”是否改變。如果有人說“好了,所有人都要檢查自己,并可能要進行更新”,那么`Observable`類會執行這個任務——為列表中的每個“人”都調用`notifyObservers()`方法。`notifyObservers()`方法屬于基類`Observable`的一部分。
在觀察器模式中,實際有兩個方面可能發生變化:觀察對象的數量以及更新的方式。也就是說,觀察器模式允許我們同時修改這兩個方面,不會干擾圍繞在它周圍的其他代碼。
下面這個例子類似于第14章的`ColorBoxes`示例。箱子(`Boxes`)置于一個屏幕網格中,每個都初始化一種隨機的顏色。此外,每個箱子都“實現”(`implement`)了“觀察器”(`Observer`)接口,而且隨一個`Observable`對象進行了注冊。若點擊一個箱子,其他所有箱子都會收到一個通知,指出一個改變已經發生。這是由于`Observable`對象會自動調用每個`Observer`對象的`update()`方法。在這個方法內,箱子會檢查被點中的那個箱子是否與自己緊鄰。若答案是肯定的,那么也修改自己的顏色,保持與點中那個箱子的協調。
```
//: BoxObserver.java
// Demonstration of Observer pattern using
// Java's built-in observer classes.
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.util.*;
// You must inherit a new type of Observable:
class BoxObservable extends Observable {
public void notifyObservers(Object b) {
// Otherwise it won't propagate changes:
setChanged();
super.notifyObservers(b);
}
}
public class BoxObserver extends Frame {
Observable notifier = new BoxObservable();
public BoxObserver(int grid) {
setTitle("Demonstrates Observer pattern");
setLayout(new GridLayout(grid, grid));
for(int x = 0; x < grid; x++)
for(int y = 0; y < grid; y++)
add(new OCBox(x, y, notifier));
}
public static void main(String[] args) {
int grid = 8;
if(args.length > 0)
grid = Integer.parseInt(args[0]);
Frame f = new BoxObserver(grid);
f.setSize(500, 400);
f.setVisible(true);
f.addWindowListener(
new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
}
}
class OCBox extends Canvas implements Observer {
Observable notifier;
int x, y; // Locations in grid
Color cColor = newColor();
static final Color[] colors = {
Color.black, Color.blue, Color.cyan,
Color.darkGray, Color.gray, Color.green,
Color.lightGray, Color.magenta,
Color.orange, Color.pink, Color.red,
Color.white, Color.yellow
};
static final Color newColor() {
return colors[
(int)(Math.random() * colors.length)
];
}
OCBox(int x, int y, Observable notifier) {
this.x = x;
this.y = y;
notifier.addObserver(this);
this.notifier = notifier;
addMouseListener(new ML());
}
public void paint(Graphics g) {
g.setColor(cColor);
Dimension s = getSize();
g.fillRect(0, 0, s.width, s.height);
}
class ML extends MouseAdapter {
public void mousePressed(MouseEvent e) {
notifier.notifyObservers(OCBox.this);
}
}
public void update(Observable o, Object arg) {
OCBox clicked = (OCBox)arg;
if(nextTo(clicked)) {
cColor = clicked.cColor;
repaint();
}
}
private final boolean nextTo(OCBox b) {
return Math.abs(x - b.x) <= 1 &&
Math.abs(y - b.y) <= 1;
}
} ///:~
```
如果是首次查閱`Observable`的聯機幫助文檔,可能會多少感到有些困惑,因為它似乎表明可以用一個原始的`Observable`對象來管理更新。但這種說法是不成立的;大家可自己試試——在`BoxObserver`中,創建一個`Observable`對象,替換`BoxObservable`對象,看看會有什么事情發生。事實上,什么事情也不會發生。為真正產生效果,必須從`Observable`繼承,并在派生類代碼的某個地方調用`setChanged()`。這個方法需要設置`changed`(已改變)標志,它意味著當我們調用`notifyObservers()`的時候,所有觀察器事實上都會收到通知。在上面的例子中,`setChanged()`只是簡單地在`notifyObservers()`中調用,大家可依據符合實際情況的任何標準決定何時調用`setChanged()`。
`BoxObserver`包含了單個`Observable`對象,名為`notifier`。每次創建一個`OCBox`對象時,它都會同`notifier`聯系到一起。在`OCBox`中,只要點擊鼠標,就會發出對`notifyObservers()`方法的調用,并將被點中的那個對象作為一個參數傳遞進去,使收到消息(用它們的`update()`方法)的所有箱子都能知道誰被點中了,并據此判斷自己是否也要變動。通過`notifyObservers()`和`update()`中的代碼的結合,我們可以應付一些非常復雜的局面。
在`notifyObservers()`方法中,表面上似乎觀察器收到通知的方式必須在編譯期間固定下來。然而,只要稍微仔細研究一下上面的代碼,就會發現`BoxObserver`或`OCBox`中唯一需要留意是否使用`BoxObservable`的地方就是創建`Observable`對象的時候——從那時開始,所有東西都會使用基本的`Observable`接口。這意味著以后若想更改通知方式,可以繼承其他`Observable`類,并在運行期間交換它們。
- Java 編程思想
- 寫在前面的話
- 引言
- 第1章 對象入門
- 1.1 抽象的進步
- 1.2 對象的接口
- 1.3 實現方案的隱藏
- 1.4 方案的重復使用
- 1.5 繼承:重新使用接口
- 1.6 多態對象的互換使用
- 1.7 對象的創建和存在時間
- 1.8 異常控制:解決錯誤
- 1.9 多線程
- 1.10 永久性
- 1.11 Java和因特網
- 1.12 分析和設計
- 1.13 Java還是C++
- 第2章 一切都是對象
- 2.1 用引用操縱對象
- 2.2 所有對象都必須創建
- 2.3 絕對不要清除對象
- 2.4 新建數據類型:類
- 2.5 方法、參數和返回值
- 2.6 構建Java程序
- 2.7 我們的第一個Java程序
- 2.8 注釋和嵌入文檔
- 2.9 編碼樣式
- 2.10 總結
- 2.11 練習
- 第3章 控制程序流程
- 3.1 使用Java運算符
- 3.2 執行控制
- 3.3 總結
- 3.4 練習
- 第4章 初始化和清除
- 4.1 用構造器自動初始化
- 4.2 方法重載
- 4.3 清除:收尾和垃圾收集
- 4.4 成員初始化
- 4.5 數組初始化
- 4.6 總結
- 4.7 練習
- 第5章 隱藏實現過程
- 5.1 包:庫單元
- 5.2 Java訪問指示符
- 5.3 接口與實現
- 5.4 類訪問
- 5.5 總結
- 5.6 練習
- 第6章 類復用
- 6.1 組合的語法
- 6.2 繼承的語法
- 6.3 組合與繼承的結合
- 6.4 到底選擇組合還是繼承
- 6.5 protected
- 6.6 累積開發
- 6.7 向上轉換
- 6.8 final關鍵字
- 6.9 初始化和類裝載
- 6.10 總結
- 6.11 練習
- 第7章 多態性
- 7.1 向上轉換
- 7.2 深入理解
- 7.3 覆蓋與重載
- 7.4 抽象類和方法
- 7.5 接口
- 7.6 內部類
- 7.7 構造器和多態性
- 7.8 通過繼承進行設計
- 7.9 總結
- 7.10 練習
- 第8章 對象的容納
- 8.1 數組
- 8.2 集合
- 8.3 枚舉器(迭代器)
- 8.4 集合的類型
- 8.5 排序
- 8.6 通用集合庫
- 8.7 新集合
- 8.8 總結
- 8.9 練習
- 第9章 異常差錯控制
- 9.1 基本異常
- 9.2 異常的捕獲
- 9.3 標準Java異常
- 9.4 創建自己的異常
- 9.5 異常的限制
- 9.6 用finally清除
- 9.7 構造器
- 9.8 異常匹配
- 9.9 總結
- 9.10 練習
- 第10章 Java IO系統
- 10.1 輸入和輸出
- 10.2 增添屬性和有用的接口
- 10.3 本身的缺陷:RandomAccessFile
- 10.4 File類
- 10.5 IO流的典型應用
- 10.6 StreamTokenizer
- 10.7 Java 1.1的IO流
- 10.8 壓縮
- 10.9 對象序列化
- 10.10 總結
- 10.11 練習
- 第11章 運行期類型識別
- 11.1 對RTTI的需要
- 11.2 RTTI語法
- 11.3 反射:運行期類信息
- 11.4 總結
- 11.5 練習
- 第12章 傳遞和返回對象
- 12.1 傳遞引用
- 12.2 制作本地副本
- 12.3 克隆的控制
- 12.4 只讀類
- 12.5 總結
- 12.6 練習
- 第13章 創建窗口和程序片
- 13.1 為何要用AWT?
- 13.2 基本程序片
- 13.3 制作按鈕
- 13.4 捕獲事件
- 13.5 文本字段
- 13.6 文本區域
- 13.7 標簽
- 13.8 復選框
- 13.9 單選鈕
- 13.10 下拉列表
- 13.11 列表框
- 13.12 布局的控制
- 13.13 action的替代品
- 13.14 程序片的局限
- 13.15 視窗化應用
- 13.16 新型AWT
- 13.17 Java 1.1用戶接口API
- 13.18 可視編程和Beans
- 13.19 Swing入門
- 13.20 總結
- 13.21 練習
- 第14章 多線程
- 14.1 反應靈敏的用戶界面
- 14.2 共享有限的資源
- 14.3 堵塞
- 14.4 優先級
- 14.5 回顧runnable
- 14.6 總結
- 14.7 練習
- 第15章 網絡編程
- 15.1 機器的標識
- 15.2 套接字
- 15.3 服務多個客戶
- 15.4 數據報
- 15.5 一個Web應用
- 15.6 Java與CGI的溝通
- 15.7 用JDBC連接數據庫
- 15.8 遠程方法
- 15.9 總結
- 15.10 練習
- 第16章 設計模式
- 16.1 模式的概念
- 16.2 觀察器模式
- 16.3 模擬垃圾回收站
- 16.4 改進設計
- 16.5 抽象的應用
- 16.6 多重分發
- 16.7 訪問器模式
- 16.8 RTTI真的有害嗎
- 16.9 總結
- 16.10 練習
- 第17章 項目
- 17.1 文字處理
- 17.2 方法查找工具
- 17.3 復雜性理論
- 17.4 總結
- 17.5 練習
- 附錄A 使用非JAVA代碼
- 附錄B 對比C++和Java
- 附錄C Java編程規則
- 附錄D 性能
- 附錄E 關于垃圾收集的一些話
- 附錄F 推薦讀物