设计模式之观察者模式(气象站案例)
气象监测的应用概况
三个部分:
气象站:获取气象数据的物理装置。
对象:a.获取来自气象站的数据. b.更新布告板.
布告板:显示天气状况.
WeatherData对象中含有的函数:
getTemperature();
getHumidity();
getPressure();
measurementsChanged();
我们的任务即是实现()函数,好让它更新天气状况信息给布告板。
倘若我们采用下面方式:
void measurementsChanged(){float temp = getTemperature();
float humidity = getHumidity();
float pressure = getPressure();currentConditionsDisplay.update(temp,humidity,pressure);
statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure);
forecastDisplay.update(temp,humidity,pressure);
}
有什么缺点?
1.我们是针对具体实现编程,而非针对接口。
2.对于每个布告板,我们都得修改代码。
3.我们无法在运行时动态的增加(或删除)布告板。
4.布告板没有实现一个共同的接口。
5.我们尚未封装改变的部分。
6.我们侵犯了类的封装。
从而我们引出了一个新的设计模式-观察者模式!
观察者模式:定义了对象之间的一对多依赖,这样一来,当一个对象改变状态时,它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。
类图如下:
利用观察者模式,主题是具有状态的对象,并且可以控制这些状态。也就是说,有“一个”具有状态的主题。另一方面,观察者使用这些状态,虽然这些状态并不属于他们。有许多的观察者,依赖主题来告诉他们状态何时改变了。这就产生了一个关系:“一个”主题对“多个”观察者的关系。
主题是真正拥有数据的人,观察者是主题的依赖着,在数据变化时更新,这样比起让许多对象控制同一份数据来,可以得到更干净的OO(面向对象)设计。
可见观察者模式提供了一种对象设计,让主题和观察者之间松耦合。
即关于观察者的一切,主题只知道观察者实现了某个接口(也就是接口)。主题并不需要知道观察者的具体类是谁,做了些什么或其他任何细节。
设计原则:为了交互对象之间的松耦合设计而努力。
松耦合的设计之所以能让我们建立有弹性的OO系统,能够应对变化,是因为对象之间的相互依赖降到了最低。
设计气象站:
实现代码如下:
#include
#include
using namespace std;
class Observer
{
public:virtual void update(float temp,float humidity,float pressure)=0;
};
class DisplayElement
{
public:virtual void display()=0;
};
class Subject
{
public:virtual void RegisterObserver(Observer *o)=0;//纯虚函数的访问必须是定义一个指针对象,否则出错编译virtual void RemoveObserver(Observer *o)=0;virtual void NotifyObeserver()=0;
};
class WeatherData:public Subject
{
private:list observer;//这也是为什么要定义list类型为指针类型,因为要根据纯虚函数实现多态。float temperature;float humidity;float pressure;
public:WeatherData(){}virtual ~WeatherData(){}void RegisterObserver(Observer* o){observer.push_back(o);}void RemoveObserver(Observer* o){observer.remove(o);}void NotifyObeserver(){list ::iterator it=observer.begin();for (; it!=observer.end(); ++it){(*it)->update(temperature,humidity,pressure);}}void measurementsChanged(){NotifyObeserver();}void setMeasurements(float temperature,float humidity,float pressure){this->temperature=temperature;this->humidity=humidity;this->pressure=pressure;measurementsChanged();}
};
class CurrentConditionDisplay:public Observer,public DisplayElement
{
private:float temperture;float humidity;Subject* weatherDate;
public:CurrentConditionDisplay(Subject* weatherDate){this->weatherDate=weatherDate;weatherDate->RegisterObserver(this);//weatherDate->RemoveObserver(this);}void update(float temp,float humidity,float pressure){this->temperture=temp;this->humidity=humidity;display();}void display(){cout<<"Current Condition: "<"F degress and humidity %"<class StatisticsDisplay:public Observer,public DisplayElement
{
private:float temperture;float humidity;float pressure;Subject* weatherDate;
public:StatisticsDisplay(Subject* weatherDate){this->weatherDate=weatherDate;weatherDate->RegisterObserver(this);}void update(float temp,float humidity,float pressure){this->temperture=temp;this->humidity=humidity;this->pressure=pressure;display();}void display(){cout<<"StatisticsDisplay: "<"F degress "<<"and pressure "<" and humidity %"<int main()
{WeatherData *weatherDate=new WeatherData();CurrentConditionDisplay *currentDisplay=new CurrentConditionDisplay(weatherDate);//此处为了实际传入weatherDate来调用类weather而用StatisticsDisplay *statisticsDisplay=new StatisticsDisplay(weatherDate);weatherDate->setMeasurements(80,65,30.4f);weatherDate->setMeasurements(82,70,29.2f);weatherDate->setMeasurements(78,90,29.2f);delete weatherDate;delete currentDisplay;delete statisticsDisplay;return 0;
}