Kotlin教程笔记(52) - 改良设计模式 - 观察者模式

简介: Kotlin教程笔记(52) - 改良设计模式 - 观察者模式

本系列学习教程笔记属于详细讲解Kotlin语法的教程,需要快速学习Kotlin语法的小伙伴可以查看“简洁” 系列的教程

快速入门请阅读如下简洁教程:
Kotlin学习教程(一)
Kotlin学习教程(二)
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Kotlin学习教程(十)

Kotlin教程笔记(52) - 改良设计模式 - 观察者模式

imgKotlin - 改良设计模式 - 观察者模式

#一、前言

  • 观察者模式
    • 作用:定义了一个一对多的依赖关系,让一个或多个观察者对象监听一个主题对象。这样一来,当被观察者状态发生改变时,需要通知相应的观察者,使这些观察者对象能够自动更新。
    • 核心操作:
      • 观察者(订阅者)添加或删除对 被观察者(主题)的状态监听
      • 被观察者(主题)状态改变时,将事件通知给所有观察者,观察者执行响应逻辑

#二、使用观察者模式

  • 例子:监听股票价格变动
  • 重点:使用 Java API 或 自定义实现 观察者模式

#1、使用 Java API 实现观察者模式

Java 标准库中提供了通用观察者模式的 API,分别是:

  • java.util.Observable
    

    :被观察者(主题)

    • setChanged():标记状态更新
    • addObserver():添加观察者
    • deleteObserver():删除观察者
    • countObservers():获取观察者数量
    • notifyObservers():通知所有观察者
    • notifyObservers(Object arg):通知所有观察者(携带参数 arg)
  • java.util.Observer:观察者(订阅者)

利用 Java API,可以实现监听股票价格变动这个功能:

import java.util.Observable
import java.util.Observer

/**
 * 被观察者(主题)
 *
 * @author GitLqr
 */
class StockSubject : Observable() {
    fun changeStockPrice(price: Int) {
        this.setChanged() // 标识状态更新
        this.notifyObservers(price) // 通知所有观察者当前股票价格
    }
}

/**
 * 观察者(订阅者)
 *
 * @author GitLqr
 */
class StockDisplay(val name: String) : Observer {
    override fun update(o: Observable?, price: Any?) {
        println("$name receive stock price : $price") // 注意 price 的类型是 Any?
    }
}

// 使用
val subject = StockSubject()
subject.addObserver(StockDisplay("observer 1"))
subject.addObserver(StockDisplay("observer 2"))
subject.changeStockPrice(200)

// 输出
// observer 2 receive stock price : 200
// observer 1 receive stock price : 200

注意:在主题中通过 notifyObservers() 方法通知订阅者之前,需要先调用 setChanged() 标识状态更新,才能正常通知给订阅者,这是使用 Java API 实现观察者模式时需要注意的一点。

Java 提供的 API 已经涵盖了观察者模式的完整实现,所以我们在使用的时候,只需要关注业务本身,而不用自己去做模式的具体实现,但是呢,Java 提供的 API 是一种通用实现,从上面的例子中可以注意到,StockDisplay.update(o: Observable?, price: Any?) 中的 price 参数类型是 Any? ,这就会有以下几个问题:

  • 参数判断:因为参数类型是 Any?,所以开发中不得不对 参数是否为空 以及 参数的实际类型 做判断。
  • 通知入口单一:实际业务需求会更加复杂,而 java.util.Observer 只有唯一一个通知入口 update(o: Observable?, arg: Any?),所以我们不得不在该方法中分离响应逻辑,比如股票价格升降,这会让代码显得臃肿。

#2、自定义实现观察者模式

虽然 Java 提供了现成的观察者模式 API,但是实际开发中,我们通常还是会自定义实现观察者模式,以便更好的控制代码结构:

/**
 * 回调接口(解耦业务通知入口)
 *
 * @author GitLqr
 */
interface StockUpdateListener {
    fun onRise(price: Int)
    fun onFall(price: Int)
}

/**
 * 被观察者(主题)
 *
 * @author GitLqr
 */
class StockSubject {
    val listeners = mutableSetOf<StockUpdateListener>()
    var price: Int = 0

    fun subscribe(observer: StockUpdateListener) {
        listeners.add(observer)
    }

    fun unsubscribe(observer: StockUpdateListener) {
        listeners.remove(observer)
    }

    fun changeStockPrice(price: Int) {
        val isRise = price > this.price
        listeners.forEach { if (isRise) it.onRise(price) else it.onFall(price) }
        this.price = price
    }
}

/**
 * 观察者(订阅者)
 *
 * @author GitLqr
 */
class StockDisplay : StockUpdateListener {
    override fun onRise(price: Int) {
        println("The latest stock price has rise to $price")
    }

    override fun onFall(price: Int) {
        println("The latest stock price has fell to $price")
    }
}

// 使用
val subject = StockSubject()
subject.subscribe(StockDisplay())
subject.changeStockPrice(200) // The latest stock price has rise to 200

可见,自定义实现观察者模式,可以让代码结构变得更加简单直观。

#三、改良观察者模式

  • 例子:监听股票价格变动
  • 重点:委托属性 Delegates.observable()

Kotlin 标准库引入了可被观察的委托属性,可通过 xxx by Delegates.observable() 的方式,用来监听 xxx 属性的改变,于是可以用来改良上面的自定义观察者模式:

import kotlin.properties.Delegates

/**
 * 观察者模式改良:使用委托属性监听值变化后通知
 *
 * @author GitLqr
 */
class StockSubject {
    val listeners = mutableSetOf<StockUpdateListener>()

    var price: Int by Delegates.observable(0) { prop, old, new ->
        val isRise = new > old
        listeners.forEach { if (isRise) it.onRise(price) else it.onFall(price) }
    }

    fun subscribe(observer: StockUpdateListener) {
        listeners.add(observer)
    }

    fun unsubscribe(observer: StockUpdateListener) {
        listeners.remove(observer)
    }

    // fun changeStockPrice(price: Int) { ... }
}

// 使用
val subject = StockSubject()
subject.subscribe(StockDisplay())
subject.price = 250 // The latest stock price has rise to 200

使用 Delegates.observable() 之后,StockSubject 相比之前减少了一个 changeStockPrice() 方法。使用上,一旦对 price 属性赋值,就可以触发通知,显然,这对使用者更加友好了(直观,少记一个方法)。

#四、补充

前面说到,Kotlin 标准库引入可被观察的委托属性,除了 Delegates.observable() 之外,还有 Delegates.vetoable() 也很实用,当我们不希望被监控的属性被随意修改时,就可以用它来否决属性赋值:

import kotlin.properties.Delegates

var value: Int by Delegates.vetoable(0) { prop, old, new ->
    // 新值大于0时,才给属性赋值
    new > 0
}

// 使用
value = 1
println(value) // 1
value = -1
println(value) // 1(没能赋值成功)
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