观察者模式uml

观察者模式是一种常见的设计模式，用于构建对象间的一对多依赖关系，当被观察者对象发生状态变化时，所有依赖于它的观察者对象都将自动接收到变化通知，并进行相应的处理操作。本文将从多个角度分析观察者模式的UML图。

1. 模式结构

观察者模式包含三个基本角色：Subject（主题）、Observer（观察者）和ConcreteObserver（具体观察者）。其中，Subject是被观察者对象，它具有一个状态，当状态发生改变时，会通知所有的观察者对象；Observer是观察者对象，它定义了一个更新接口，当被观察者对象通知变化时，观察者对象将进行更新操作；ConcreteObserver是具体的观察者对象，它实现了Observer接口，并定义了自己的更新行为。

观察者模式的UML图如下所示：


2. 模式应用

观察者模式所有的实现均是基于Subject与Observer之间的一对多关系，这种关系对于场景模型的实现有很大的优势。例如，在图形用户界面（GUI）开发中，控件之间的交互通常就是通过观察者模式来实现的，一个控件的变化会通知其他控件进行相应的更新操作。在电商网站中，购物车也是通过观察者模式来实现的，当用户添加或删除商品时，购物车会自动更新。

3. 模式优缺点

观察者模式有如下优点：

（1）一个Subject对象可以被多个Observer对象观察，降低了对象之间的耦合度。

（2）新增或删除观察者对象都非常方便，只需要增加或删除观察者即可。

（3）Subject和Observer之间的关系基于抽象，有利于扩展模型的实现。

观察者模式也有如下缺点：

（1）Observer对象与Subject对象之间的依赖关系可能导致循环调用，造成程序运行效率低下。

（2）当Observer对象数量较多时，一次状态变化可能会引起大量的Observer对象更新，极大地影响程序性能。

（3）Observer对象之间可能存在层次性的依赖关系，从而产生复杂性。

4. 模式实例

一个简单的观察者模式实例是模拟气象站，当气象数据发生变化时，三个不同的观测者（当前状况布告、统计布告和预测布告）将会接收到相应的通知。在这个实例中，WeatherData是被观察者对象（Subject），CurrentConditionsDisplay、StatisticsDisplay和ForecastDisplay是观察者对象（Observer），它们都实现了Observer接口，具体代码实现可以参考如下：

```java

public interface Observer {

public void update(float temp, float humidity, float pressure);

}

public interface Subject {

public void registerObserver(Observer o);

public void removeObserver(Observer o);

public void notifyObservers();

}

public class WeatherData implements Subject {

private ArrayList observers;

private float temperature;

private float humidity;

private float pressure;

public WeatherData() {

observers = new ArrayList<>();

}

public void registerObserver(Observer o) {

observers.add(o);

}

public void removeObserver(Observer o) {

int i = observers.indexOf(o);

if (i >= 0) {

observers.remove(i);

}

}

public void notifyObservers() {

for (Observer observer : observers) {

observer.update(temperature, humidity, pressure);

}

}

public void measurementsChanged() {

notifyObservers();

}

public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {

this.temperature = temperature;

this.humidity = humidity;

this.pressure = pressure;

measurementsChanged();

}

}

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {

private float temperature;

private float humidity;

public void display() {

System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");

}

public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {

this.temperature = temperature;

this.humidity = humidity;

display();

}

}

public class StatisticsDisplay implements Observer {

private float temperature;

private float humidity;

public void display() {

System.out.println("Statistics: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");

}

public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {

this.temperature = temperature;

this.humidity = humidity;

display();

}

}

public class ForecastDisplay implements Observer {

private float temperature;

private float humidity;

public void display() {

System.out.println("Forecast: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");

}

public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {

this.temperature = temperature;

this.humidity = humidity;

display();

}

}

public class Main {

public static void main(String[] args) {

WeatherData weatherData = new WeatherData();

CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay();

StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay();

ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay();

weatherData.registerObserver(currentDisplay);

weatherData.registerObserver(statisticsDisplay);

weatherData.registerObserver(forecastDisplay);

weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);

weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);

weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);

}

}

```

5.