Observer Pattern

用的時間點

observer是觀察的人，也就是觀察者的意思。當被Observer Pattern列入觀察名單的狀態發生變化，就會通知觀察者。在寫一些跟狀態變化有關的處理時，Observer Pattern是很好用的工具。

如何設計

重點在於設計Observer Interface以及有具體實作的Observer類別。另外，也需要設計被觀察者。

程式範例

觀察者觀察產生多個數值的物件，然後輸出該值，輸出方式因觀察者而異。在這個範例中，有用數字來輸出的觀察者以及用長條圖來輸出的觀察者。

在 Observer Interface 中，呼叫 update 方法的是產生數值的 NumberGenerator ( generator 是 "產生器" "產生設備" 的意思)。update 方法是 NumberGenerator 用來告訴 Observer 說 "我的內容已經更新過了，請你也更新你的輸出內容" 的方法。

Subject (被觀察者) 參與者

表示被觀察的一方。Subject 參與者具有登錄或刪除 Observer 參與者的方法。另外也有宣告了 "取得目前狀態" 的方法。例如 NumberGenerator 類別。

ConcreteSubject 參與者

表示實際 "被觀察的一方" 的參與者。一旦狀態有變化，就會立刻通知已登錄的 Observer 參與者。例如 RandomNumberGenerator 類別。

Observer 參與者

被 Subject 參與者通知 "狀態有變化" 的參與者。通知的方法是 update。例如 Observer 介面。

ConcreteObserver 參與者

實際的 Observer。一呼叫 update 方法時，即可從該方法取得 Subject 參與者的目前狀態。例如 DigitalObserver 類別和 GraphObserver 類別。

優點

讓類別再利用

RandomNumberGenerator 類別並不知道現在在觀察自己的到底是 DigitalObserver 還是 GraphObserver 的物件個體。但是儲存在 observers 欄位的物件個體知道有實作 Observer 介面。因為這些物件個體是以 addObserver 新增而來，所以一定會實作 Observer 介面，也絕對能呼叫 update 方法。

而 DigitalObserver 類別也不會去注意自己所觀察的是 RandomNumberGenerator 還是其它 XXXXNumberGenerator 的物件個體。不過仍然知道這是 NumberGenerator 的子類別的物件個體，而且具有 getNumber 方法。

只要設計如下，就能達到以上的效果：

先利用抽象類別和介面從實際類別抽出抽象方法
當以引數傳遞物件個體或將物件個體儲存在欄位時，把它設成抽象類別或介面的型別，不要寫成實際的型別

當Observer 的行為會影響 Subject 的時候

Subject 發生變化，然後通知 Observer，Observer 再呼叫 Subject 的方法。這是 Observer Pattern 一般的情況，假設 Observer 呼叫 Subject 的方法時，同時也會影響到 Subject 的狀態，那麼又要再通知 Observer，然後再...，這樣反而會一直在呼叫方法。解決方式就是在 Observer 中加一個旗標變數來表示目前是否有 Subject 的通知即可。

通知的意義重於觀察

雖然 observer 是叫作觀察者，但實際上它是被動等待 Subject 的通知。Observer Pattern 又可稱為 Publish-Subscribe Pattern。

問題

1. 建立一個子類別 IncrementalNumberGenerator，讓它擴充 NumberGenerator 類別並逐一加計數值的功能。其建構子有下列三個引數:

開始的數值
結束的數值
增加幅度

另外，要讓　DigitalObserver 及　GraphObserver 類別觀察其動作。

public class IncrementalNumberGenerator extends NumberGenerator {
    private int number;                     // 目前數值
    private int end;                        // 結束數值（不含此值）
    private int inc;                        // 增加若干
    public IncrementalNumberGenerator(int start, int end, int inc) {
        this.number = start;
        this.end = end;
        this.inc = inc;
    }
    public int getNumber() {                // 取得數值
        return number;
    }
    public void execute() {
        while (number < end) {
            notifyObservers();
            number += inc;
        }
    }
}

Main 類別。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        NumberGenerator generator = new IncrementalNumberGenerator(10, 50, 5); 
        Observer observer1 = new DigitObserver();
        Observer observer2 = new GraphObserver();
        generator.addObserver(observer1);
        generator.addObserver(observer2);
        generator.execute();
    }
}

2. 新增一個　ConcreteObserver 參與者。

建立一個圓餅圖的 ConcreteObserver。