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【故事剧情】 刚刚大学毕业的 Tony 只身来到北京这个硕大的城市#xff0c;开始了北漂的生活。但刚刚毕业的他身无绝技、包无分文… 用程序来模拟生活从剧情中思考监听模式 监听模式监听模式的模型抽象 代码框架类图基于框架的实现模型说明 设计要点推模型和拉模型应用场景
【故事剧情】 刚刚大学毕业的 Tony 只身来到北京这个硕大的城市开始了北漂的生活。但刚刚毕业的他身无绝技、包无分文为了生活只能住在沙河镇一个偏僻的村子里每天坐着程序员专线13号线来回穿梭于昌平区与西城区…… 在一个寒冷的冬天下班之后要坐2个小时的地铁公交才能回到住处Tony 拖着疲惫的身体回到家。准备洗一个热水澡暖暖身体耐何简陋的房子中用的还是90年代的热水器。因为热水器没有警报更没有自动切换模式的功能所以烧热水必须得守着不然时间长了烫死猪时间短了又冷成狗。无奈的 Tony 背靠着墙头望着天花板深夜中做起了白日梦一定要努力工作过两个月我就可以自己买一个智能热水器了水烧好了就发一个警报我就可以直接去洗操。还要能自己设定模式既可以烧开了用来喝可以烧暖了用来洗…… 用程序来模拟生活
Tony 陷入白日梦中……他的梦虽然在现实世界里不能立即实现但在程序世界里可以。程序来源于生活下面我们就用代码来模拟 Tony 的白日梦。
源码示例 class WaterHeater: 热水器战胜寒冬的有利武器 def __init__(self): self.__observers [] self.__temperature 25 def getTemperature(self): return self.__temperature def setTemperature(self, temperature): self.__temperature temperature print(current temperature is:, self.__temperature) self.notifies() def addObserver(self, observer): self.__observers.append(observer) def notifies(self): for o in self.__observers: o.update(self) class Observer: 洗澡模式和饮用模式的父类 def update(self, waterHeater): pass class WashingMode(Observer): 该模式用于洗澡用 def update(self, waterHeater): if waterHeater.getTemperature() 50 and waterHeater.getTemperature() 70: print(水已烧好温度正好可以用来洗澡了。) class DrinkingMode(Observer): 该模式用于饮用 def update(self, waterHeater): if waterHeater.getTemperature() 100: print(水已烧开可以用来饮用了。)
测试代码 def testWaterHeater(): heater WaterHeater() washingObser WashingMode() drinkingObser DrinkingMode() heater.addObserver(washingObser) heater.addObserver(drinkingObser) heater.setTemperature(40) heater.setTemperature(60) heater.setTemperature(100)
输出结果 current temperature is: 40 current temperature is: 60 水已烧好温度正好可以用来洗澡了。 current temperature is: 100 水已烧开可以用来饮用了。
从剧情中思考监听模式
这个代码非常简单水烧到50-70度时会发出警告可以用来洗澡了烧到100度也会发出警告可以用来喝了在这里洗澡模式和饮用模式扮演了监听的角色而热水器则是被监听的对象。一旦热水器中的水温度发生变化监听者都能及时知道并做出相应的判断和动作。其实这就是程序设计中监听模式的生动展现。
监听模式
监听模式又名观察者模式顾名思意就是观察与被观察的关系比如你在烧开水得时时看着它开没开你就是观察者水就是被观察者再比如说你在带小孩你关注她是不是饿了是不是喝了是不是撒尿了你就是观察者小孩就是被观察者。
观察者模式是对象的行为模式又叫发布-订阅Publish/Subscribe模式、模型-视图Model/View模式、源-监听器Source/Listener模式或从属者Dependents模式。当你看这些模式的时候不要觉得陌生它们就是观察者模式。
观察者模式一般是一种一对多的关系可以有任意个一个或多个观察者对象同时监听某一个对象。监听的对象叫观察者后面提到监听者其实就指观察者两者是等价的被监听的对象叫被观察者Observable也叫主题 Subject。被观察者对象在状态或内容发生变化时会通知所有观察者对象使它们能够做出相应的变化如自动更新自己的信息。
监听模式的模型抽象
代码框架
上面的示例代码还是相对比较粗糙我们可以对它进行进一步的重构和优化抽象出监听模式的框架模型。 class Observer: 观察者的基类 def update(self, observer, object): pass class Observable: 被观察者的基类 def __init__(self): self.__observers [] def addObserver(self, observer): self.__observers.append(observer) def removeObserver(self, observer): self.__observers.remove(observer) def notifyObservers(self, object 0): for o in self.__observers: o.update(self, object)
类图
上面的代码框架可用类图表示如下 addObserverremoveObserver 分别用于添加和删除观察者notifyObservers 用于内容或状态变化时通知所有的观察者。因为 Observable 的 notifyObservers 会调用 Observer 的 update 方法所有观察者不需要关心被观察的对象什么时候会发生变化只要有变化就是自动调用 update只需要关注 update 实现就可以了。
基于框架的实现
有了上面的代码框架之后我们要实现示例代码的功能就会更简单了。最开始的示例代码我们假设它为 version 1.0那么再看看基于框架的 version 2.0 吧。 class WaterHeater(Observable): 热水器战胜寒冬的有利武器 def __init__(self): super().__init__() self.__temperature 25 def getTemperature(self): return self.__temperature def setTemperature(self, temperature): self.__temperature temperature print(current temperature is:, self.__temperature) self.notifyObservers() class WashingMode(Observer): 该模式用于洗澡用 def update(self, observable, object): if isinstance(observable, WaterHeater) and observable.getTemperature() 50 and observable.getTemperature() 70: print(水已烧好温度正好可以用来洗澡了。) class DrinkingMode(Observer): 该模式用于饮用 def update(self, observable, object): if isinstance(observable, WaterHeater) and observable.getTemperature() 100: print(水已烧开可以用来饮用了。)
测试代码不用变。自己跑一下会发现输出结果和之前的是一样的。
模型说明
设计要点
在设计观察者模式的程序时要注意以下几点
要明确谁是观察者谁是被观察者只要明白谁是关注对象问题也就明白了。一般观察者与被观察者之间是多对一的关系一个被观察对象可以有多个监听对象(观察者)。如一个编辑框有鼠标点击的监听者也有键盘的监听者还有内容改变的监听者。Observable 在发送广播通知的时候无须指定具体的 ObserverObserver 可以自己决定是否要订阅 Subject 的通知。被观察者至少需要有三个方法添加监听者、移除监听者、通知 Observer 的方法观察者至少要有一个方法更新方法更新当前的内容作出相应的处理。添加监听者、移除监听者在不同的模型称谓中可能会有不同命名如观察者模型中一般addObserverremoveObserver在源-监听器Source/Listener模型中一般是 attach/detach应用在桌面编程的窗口中还可能是 attachWindow/detachWindow或 Register/UnRegister。不要被名称迷糊了不管他们是什么名称其实功能都是一样的就是添加/删除观察者。
推模型和拉模型
观察者模式根据其侧重的功能还可以分为推模型和拉模型。
推模型被观察者对象向观察者推送主题的详细信息不管观察者是否需要推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。一般这种模型的实现中会把被观察者对象中的全部或部分信息通过 update 的参数传递给观察者 [update(Object obj) 通过 obj 参数传递]。 如某应用 App 的服务要在凌晨1:00开始进行维护1:00-2:00期间所有服务将会暂停这里你就需要向所有的 App 客户端推送完整的通知消息“本服务将在凌晨1:00开始进行维护1:00-2:00期间所有服务将会暂停感谢您的理解和支持” 不管用户想不想知道也不管用户会不会在这段期间去访问消息都需要被准确无误地通知到。这就是典型的推模型的应用。 拉模型被观察者在通知观察者的时候只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息由观察者主动到被观察者对象中获取相当于是观察者从被观察者对象中拉数据。一般这种模型的实现中会把被观察者对象自身通过 update 方法传递给观察者 [update(Observable observable )通过 observable 参数传递 ]这样在观察者需要获取数据的时候就可以通过这个引用来获取了。 如某应用 App 有新的版本推出则需要发送一个版本升级的通知消息而这个通知消息只会简单地列出版本号和下载地址如果你需要升级你的 App 还需要调用下载接口去下载安装包完成升级。这其实也可以理解成是拉模型。 推模型和拉模型其实更多的是语义和逻辑上的区别。我们上面的代码框架从接口 [update(self, observer, object)] 上你应该知道是可以同时支持推模型和拉模型的。推模型时observer 可以传空推送的信息全部通常 object 传递拉模型时observer 和 object 都传递数据或只传递 observer需要更具体的信息时通过 observer 引用去取数据。
应用场景
对一个对象状态或数据的更新需要其他对象同步更新或者一个对象的更新需要依赖另一个对象的更新对象仅需要将自己的更新通知给其他对象而不需要知道其他对象的细节如消息推送。
学习设计模式更应该领悟其设计思想不应该应该局限于代码的层面。 观察者模式还可以用于网络中的客户端和服务器比如手机中的各种 App 的消息推送服务端是被观察者各个手机 App 是观察者一旦服务器上的数据如 App 升级信息有更新就会被推送到手机客户端。在这个应用中你会发现服务器代码和 App 客户端代码其实是两套完全不一样的的代码它们是通过网络接口进行通迅的所以如果你只是停留在代码层面是无法理解的
