行为型模式之对象间的联动（观察者模式）

Posted 2020-12-20 47gamer

完整解决方案

为了实现对象之间的联动，Sunny软件公司开发人员决定使用观察者模式来进行多人联机对战游戏的设计，其基本结构如图所示：

在图中，AllyControlCenter充当目标类， ConcreteAllyControlCenter充当具体目标类，Observer充当抽象观察者，Player充当具体观察者。完整代码如下所示：

// 抽 象 观 察 类 
interface Observer {
        public String getName();

        public void setName(String name);

        public void help(); //声明支援盟友方法

        public void beAttacked(AllyControlCenter acc); //声明遭受攻击方法
}

//战队成员类：具体观察者类
class Player implements Observer {
        private String name;

        public Player(String name) {
            this.name = name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }

        public String getName() {
            return this.name;
        }

        //支援盟友方法的实现
        public void help() {
            System.out.println("坚持住，" + this.name + "来救你！");
        }

        //遭受攻击方法的实现，当遭受攻击时将调用战队控制中心类的通知方法notifyObser
        public void beAttacked(AllyControlCenter acc) {
            System.out.println(this.name + "被攻击！");
            acc.notifyObserver(name);
        }
}

//战队控制中心类：目标类 
abstract class AllyControlCenter {
        protected String allyName;
        //战队名称 
        protected ArrayList<Observer> players = new ArrayList<Observer>();

        // 定义一个集合用于存储战队成员 
        public void setAllyName(String allyName) {
            this.allyName = allyName;
        }

        public String getAllyName() {
            return this.allyName;
        }

        //注册方法 
        public void join(Observer obs) {
            System.out.println(obs.getName() + "加入" + this.allyName + "战队！");
            players.add(obs);
        }

        //注销方法 
        public void quit(Observer obs) {
            System.out.println(obs.getName() + "退出" + this.allyName + "战队！");
            players.remove(obs);
        }

        //声明抽象通知方法 
        public abstract void notifyObserver(String name);
}

//具体战队控制中心类：具体目标类 
class ConcreteAllyControlCenter extends AllyControlCenter {
        public ConcreteAllyControlCenter(String allyName) {
            System.out.println(allyName + "战队组建成功！");
            System.out.println("----------------------------");
            this.allyName = allyName;
        }

        //实现通知方法 
        public void notifyObserver(String name) {
            System.out.println(this.allyName + "战队紧急通知，盟友" + name + "遭受敌人攻击！");
            //遍历观察者集合，调用每一个盟友（自己除外）的支援方法 
            for (Object obs : players) {
                if (!((Observer) obs).getName().equalsIgnoreCase(name)) {
                    ((Observer) obs).help();
                }
            }
        }
}

编写如下客户端测试代码：

class Client {
        public static void main(String args[]) {
            //定义观察目标对象
            AllyControlCenter acc;
            acc = new ConcreteAllyControlCenter("金庸群侠");
            //定义四个观察者对象
            Observer player1, player2, player3, player4;

            player1 = new Player("杨过");
            acc.join(player1);

            player2 = new Player("令狐冲");
            acc.join(player2);

            player3 = new Player("张无忌");
            acc.join(player3);

            player4 = new Player("段誉");
            acc.join(player4);

            //某成员遭受攻击
            Player1.beAttacked(acc);
        }
}

编译并运行程序，输出结果如下：

金庸群侠战队组建成功！
----------------------------
杨过加入金庸群侠战队！
令狐冲加入金庸群侠战队！
张无忌加入金庸群侠战队！
段誉加入金庸群侠战队！
杨过被攻击！
金庸群侠战队紧急通知，盟友杨过遭受敌人攻击！
坚持住，令狐冲来救你！
坚持住，张无忌来救你！
坚持住，段誉来救你！

在本实例中，实现了两次对象之间的联动，当一个游戏玩家Player对象的beAttacked()方法被调用时，将调用AllyControlCenter的notifyObserver()方法来进行处理，而在notifyObserver()方法中又将调用其他Player对象的help()方法。Player的beAttacked()方法、AllyControlCenter的notifyObserver()方法以及Player的help()方法构成了一个联动触发链，执行顺序如下所示：

Player.beAttacked() --> AllyControlCenter.notifyObserver() -->Player.help()。

 

观察者模式总结

观察者模式是一种使用频率非常高的设计模式，无论是移动应用、Web应用或者桌面应用，观察者模式几乎无处不在，它为实现对象之间的联动提供了一套完整的解决方案，凡是涉及到一对一或者一对多的对象交互场景都可以使用观察者模式。观察者模式广泛应用于各种编程语言的GUI事件处理的实现，在基于事件的XML解析技术（如SAX2）以及Web事件处理中也都使用了观察者模式。

 

观察者模式的主要优点如下：

(1) 观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离，定义了稳定的消息更新传递机制，并抽象了更新接口，使得可以有各种各样不同的表示层充当具体观察者角色。

(2) 观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。观察目标只需要维持一个抽象观察者的集合，无须了解其具体观察者。由于观察目标和观察者没有紧密地耦合在一起，因此它们可以属于不同的抽象化层次。

(3) 观察者模式支持广播通信，观察目标会向所有已注册的观察者对象发送通知，简化了一对多系统设计的难度。

(4) 观察者模式满足“开闭原则”的要求，增加新的具体观察者无须修改原有系统代码，在具体观察者与观察目标之间不存在关联关系的情况下，增加新的观察目标也很方便。

 

观察者模式的主要缺点如下：

(1) 如果一个观察目标对象有很多直接和间接观察者，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。

(2) 如果在观察者和观察目标之间存在循环依赖，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。

(3) 观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

 

在以下情况下可以考虑使用观察者模式：

(1) 一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，将这两个方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。

(2) 一个对象的改变将导致一个或多个其他对象也发生改变，而并不知道具体有多少对象将发生改变，也不知道这些对象是谁。

(3) 需要在系统中创建一个触发链，A对象的行为将影响B对象，B对象的行为将影响C对象……，可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。