76.JAVA编程思想——观察器范式

76.JAVA编程思想——观察器范式
观察器（Observer）范式解决的是一个相当普通的问题：由于某些对象的状态发生了改变，所以一组对象都需要更新，那么该如何解决？在Smalltalk 的MVC（模型－视图－控制器）的“模型－视图”部分中，或在几乎等价的“文档－视图结构”中，可以看到这个问题。现在我们有一些数据（“文档”）以及多个视图，假定为一张图（Plot）和一个文本视图。若改变了数据，两个视图必须知道对自己进行更新，而那正是“观察器”要负责的工作。这是一种十分常见的问题，它的解决方案已包括进标准的java.util
库中。

在Java 中，有两种类型的对象用来实现观察器范式。其中，Observable 类用于跟踪那些当发生一个改变时希望收到通知的所有个体——无论“状态”是否改变。如果有人说“好了，所有人都要检查自己，并可能要进行更新”，那么Observable 类会执行这个任务——为列表中的每个“人”都调用notifyObservers()方法。notifyObservers()方法属于基础类Observable 的一部分。

在观察器范式中，实际有两个方面可能发生变化：观察对象的数量以及更新的方式。也就是说，观察器范式允许我们同时修改这两个方面，不会干扰围绕在它周围的其他代码。

下面这个例子：箱子（Boxes）置于一个屏幕网格中，每个都初始化一种随机的颜色。此外，每个箱子都“实现”（implement）了“观察器”（Observer）接口，而且随一个Observable 对象进行了注册。若点击一个箱子，其他所有箱子都会收到一个通知，指出一个改变已经发生。

这是由于Observable 对象会自动调用每个Observer 对象的update()方法。在这个方法内，箱子会检查被点中的那个箱子是否与自己紧邻。若答案是肯定的，那么也修改自己的颜色，保持与点中那个箱子的协调。

1     代码

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import java.util.*;

// You must inherit a new type of Observable:

class BoxObservable
extends Observable {

    public
voidnotifyObservers(Object
b) {

        // Otherwise it won't propagate changes:

        setChanged();

        super.notifyObservers(b);

    }

}

public
class BoxObserver extends Frame {

    Observable notifier =
new BoxObservable();

 

    public BoxObserver(int
grid){

        setTitle("Demonstrates Observer pattern");

        setLayout(new GridLayout(grid,
grid));

        for (int
x = 0; x <
grid; x++)

            for (int
y = 0; y <
grid; y++)

                add(new OCBox(x,
y, notifier));

    }

 

    public
staticvoidmain(String[]
args){

        int
grid = 8;

        if (args.length> 0)

            grid = Integer.parseInt(args[0]);

        Frame f =
new BoxObserver(grid);

        f.setSize(500, 400);

        f.setVisible(true);

        f.addWindowListener(new WindowAdapter() {

            public
void windowClosing(WindowEvent
e) {

                System.exit(0);

            }

        });

    }

}

 

class
OCBox extends Canvas
implements Observer {

    Observable notifier;

    int
x, y;
// Locations in grid

    Color cColor =
newColor();

    static
finalColor[] colors= { Color.black, Color.blue,
Color.cyan, Color.darkGray, Color.gray, Color.green,

            Color.lightGray, Color.magenta, Color.orange,
Color.pink, Color.red, Color.white, Color.yellow
};

 

    static
finalColor newColor() {

        return
colors[(int) (Math.random() *
colors.length)];

    }

 

    OCBox(int
x, inty, Observable
notifier) {

        this.x =
x;

        this.y =
y;

        notifier.addObserver(this);

        this.notifier =
notifier;

        addMouseListener(new ML());

    }

 

    public
voidpaint(Graphics
g){

        g.setColor(cColor);

        Dimension s = getSize();

        g.fillRect(0, 0,
s.width,
s.height);

    }

 

    class ML
extendsMouseAdapter {

        public
void mousePressed(MouseEvent
e) {

            notifier.notifyObservers(OCBox.this);

 

        }

    }

 

    public
voidupdate(Observable
o,Object arg){

        OCBox clicked = (OCBox)
arg;

        if (nextTo(clicked)) {

            cColor =
clicked.cColor;

            repaint();

        }

    }

    private
finalbooleannextTo(OCBox
b) {

        return Math.abs(x -
b.x) <= 1 &&Math.abs(y-
b.y) <= 1;

    }

} /// :~

如果是首次查阅Observable 的联机帮助文档，可能会多少感到有些困惑，因为它似乎表明可以用一个原始的Observable 对象来管理更新。但这种说法是不成立的；大家可自己试试——在BoxObserver中，创建一个Observable 对象，替换BoxObservable对象，看看会有什么事情发生。事实上，什么事情也不会发生。为真正产生效果，必须从Observable 继承，并在衍生类代码的某个地方调用setChanged()。这个方法需要设置“changed”（已改变）标志，它意味着当我们调用notifyObservers()的时候，所有观察器事实上都会收到通知。在上面的例子中，setChanged()只是简单地在notifyObservers()中调用，大家可依据符合实际情况的任何标准决定何时调用setChanged()。

BoxObserver 包含了单个Observable对象，名为notifier。每次创建一个OCBox 对象时，它都会同notifier 联系到一起。在OCBox 中，只要点击鼠标，就会发出对notifyObservers()方法的调用，并将被点中的那个对象作为一个参数传递进去，使收到消息（用它们的update()方法）的所有箱子都能知道谁被点中了，并据此判断自己是否也要变动。通过notifyObservers()和update()中的代码的结合，我们可以应付一些非常复杂的局面。

在notifyObservers()方法中，表面上似乎观察器收到通知的方式必须在编译期间固定下来。然而，只要稍微仔细研究一下上面的代码，就会发现BoxObserver 或OCBox 中唯一需要留意是否使用BoxObservable 的地方就是创建Observable 对象的时候——从那时开始，所有东西都会使用基本的Observable 接口。这意味着以后若想更改通知方式，可以继承其他Observable类，并在运行期间交换它们。