概述
一、观察者模式
当对象间存在一对多关系时，则使用观察者模式（Observer Pattern）。比如，当一个对象被修改时，则会自动通知依赖它的对象。观察者模式属于行为型模式。
观察者模式的优点和缺点
优点：
1）观察者与被观察者抽象耦合，容易扩展；
2）建立了一套触发机制。
缺点：
1）循环依赖会导致系统崩溃；
2）观察者太多会浪费时间。
二、观察者模式实例
观察者模式使用三个类 Subject、Observer 和 Client。Subject 对象带有绑定观察者到 Client 对象和从 Client 对象解绑观察者的方法。我们创建 Subject 类、Observer 抽象类和扩展了抽象类 Observer 的实体类。
ObserverPatternDemo，我们的演示类使用 Subject 和实体类对象来演示观察者模式。
步骤1 :创建 Subject 类
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Subject {
private List<Observer> observers
= new ArrayList<Observer>();
private int state;
public int getState() {
return state;
}
public void setState(int state) {
this.state = state;
notifyAllObservers();
}
public void attach(Observer observer){
observers.add(observer);
}
public void notifyAllObservers(){
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
}
步骤2、创建 Observer 类。
public abstract class Observer {
protected Subject subject;
public abstract void update();
}
步骤3、创建实体观察者类。
public class BinaryObserver extends Observer{
public BinaryObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Binary String: "
+ Integer.toBinaryString( subject.getState() ) );
}
}
public class OctalObserver extends Observer{
public OctalObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Octal String: "
+ Integer.toOctalString( subject.getState() ) );
}
}
public class HexaObserver extends Observer{
public HexaObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Hex String: "
+ Integer.toHexString( subject.getState() ).toUpperCase() );
}
}
步骤4、使用Subject和实体观察者对象
public class ObserverPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject();
new HexaObserver(subject);
new OctalObserver(subject);
new BinaryObserver(subject);
System.out.println("First state change: 15");
subject.setState(15);
System.out.println("Second state change: 10");
subject.setState(10);
}
}
步骤5、执行程序，输出结果：
First state change: 15
Hex String: F
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Hex String: A
Octal String: 12
Binary String: 1010
三、观察者模式在Spring源码中的应用
Spring中ContextLoaderListener继承servletContextListener,可以看出ContextLoaderListener为被观察者，ServletContextEvent是观察者。
四、访问者模式
在访问者模式（Visitor Pattern）中，我们使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。
意图：主要将数据结构与数据操作分离。
角色介绍
- Visitor：接口或者抽象类，定义了对每个 Element 访问的行为，它的参数就是被访问的元素，它的方法个数理论上与元素的个数是一样的，因此，访问者模式要求元素的类型要稳定，如果经常添加、移除元素类，必然会导致频繁地修改
- Visitor 接口，如果出现这种情况，则说明不适合使用访问者模式。
- ConcreteVisitor：具体的访问者，它需要给出对每一个元素类访问时所产生的具体行为。
- Element：元素接口或者抽象类，它定义了一个接受访问者（accept）的方法，其意义是指每一个元素都要可以被访问者访问。
- ElementA、ElementB：具体的元素类，它提供接受访问的具体实现，而这个具体的实现，通常情况下是使用访问者提供的访问该元素类的方法。
- ObjectStructure：定义当中所提到的对象结构，对象结构是一个抽象表述，它内部管理了元素集合，并且可以迭代这些元素提供访问者访问
访问者模式的简单示例
年底，CEO和CTO开始评定员工一年的工作绩效，员工分为工程师和经理，CTO关注工程师的代码量、经理的新产品数量；CEO关注的是工程师的KPI和经理的KPI以及新产品数量。
由于CEO和CTO对于不同员工的关注点是不一样的，这就需要对不同员工类型进行不同的处理。访问者模式此时可以派上用场了。
// 员工基类
public abstract class Staff {
public String name;
public int kpi;// 员工KPI
public Staff(String name) {
this.name = name;
kpi = new Random().nextInt(10);
}
// 核心方法，接受Visitor的访问
public abstract void accept(Visitor visitor);
}
Staff 类定义了员工基本信息及一个 accept 方法，accept 方法表示接受访问者的访问，由子类具体实现。Visitor 是个接口，传入不同的实现类，可访问不同的数据。下面看看工程师和经理的代码：
// 工程师
public class Engineer extends Staff {
public Engineer(String name) {
super(name);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
// 工程师一年的代码数量
public int getCodeLines() {
return new Random().nextInt(10 * 10000);
}
}
// 经理
public class Manager extends Staff {
public Manager(String name) {
super(name);
}
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
// 一年做的产品数量
public int getProducts() {
return new Random().nextInt(10);
}
}
工程师是代码数量，经理是产品数量，他们的职责不一样，也就是因为差异性，才使得访问模式能够发挥它的作用。Staff、Engineer、Manager 3个类型就是对象结构，这些类型相对稳定，不会发生变化。
然后将这些员工添加到一个业务报表类中，公司高层可以通过该报表类的 showReport 方法查看所有员工的业绩，具体代码如下：
// 员工业务报表类
public class BusinessReport {
private List<Staff> mStaffs = new LinkedList<>();
public BusinessReport() {
mStaffs.add(new Manager("经理-A"));
mStaffs.add(new Engineer("工程师-A"));
mStaffs.add(new Engineer("工程师-B"));
mStaffs.add(new Engineer("工程师-C"));
mStaffs.add(new Manager("经理-B"));
mStaffs.add(new Engineer("工程师-D"));
}
/**
* 为访问者展示报表
* @param visitor 公司高层，如CEO、CTO
*/
public void showReport(Visitor visitor) {
for (Staff staff : mStaffs) {
staff.accept(visitor);
}
}
}
下面看看 Visitor 类型的定义， Visitor 声明了两个 visit 方法，分别是对工程师和经理对访问函数，具体代码如下：
public interface Visitor {
// 访问工程师类型
void visit(Engineer engineer);
// 访问经理类型
void visit(Manager manager);
}
首先定义了一个 Visitor 接口，该接口有两个 visit 函数，参数分别是 Engineer、Manager，也就是说对于 Engineer、Manager 的访问会调用两个不同的方法，以此达成区别对待、差异化处理。具体实现类为 CEOVisitor、CTOVisitor类，具体代码如下：
// CEO访问者
public class CEOVisitor implements Visitor {
@Override
public void visit(Engineer engineer) {
System.out.println("工程师: " + engineer.name + ", KPI: " + engineer.kpi);
}
@Override
public void visit(Manager manager) {
System.out.println("经理: " + manager.name + ", KPI: " + manager.kpi +
", 新产品数量: " + manager.getProducts());
}
}
这就导致了 if-else 逻辑的嵌套以及类型的强制转换，难以扩展和维护，当类型较多时，这个 ReportUtil 就会很复杂。而使用 Visitor 模式，通过同一个函数对不同对元素类型进行相应对处理，使结构更加清晰、灵活性更高。
再添加一个CTO的 Visitor 类：
public class CTOVisitor implements Visitor {
@Override
public void visit(Engineer engineer) {
System.out.println("工程师: " + engineer.name + ", 代码行数: " + engineer.getCodeLines());
}
@Override
public void visit(Manager manager) {
System.out.println("经理: " + manager.name + ", 产品数量: " + manager.getProducts());
}
}
重载的 visit 方法会对元素进行不同的操作，而通过注入不同的 Visitor 又可以替换掉访问者的具体实现，使得对元素的操作变得更灵活，可扩展性更高，同时也消除了类型转换、if-else 等“丑陋”的代码。
下面是客户端代码：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 构建报表
BusinessReport report = new BusinessReport();
System.out.println("=========== CEO看报表 ===========");
report.showReport(new CEOVisitor());
System.out.println("=========== CTO看报表 ===========");
report.showReport(new CTOVisitor());
}
}
具体输出如下：
=========== CEO看报表 ===========
经理: 经理-A, KPI: 9, 新产品数量: 0
工程师: 工程师-A, KPI: 6
工程师: 工程师-B, KPI: 6
工程师: 工程师-C, KPI: 8
经理: 经理-B, KPI: 2, 新产品数量: 6
工程师: 工程师-D, KPI: 6
=========== CTO看报表 ===========
经理: 经理-A, 产品数量: 3
工程师: 工程师-A, 代码行数: 62558
工程师: 工程师-B, 代码行数: 92965
工程师: 工程师-C, 代码行数: 58839
经理: 经理-B, 产品数量: 6
工程师: 工程师-D, 代码行数: 53125
在上述示例中，Staff 扮演了 Element 角色，而 Engineer 和 Manager 都是 ConcreteElement；CEOVisitor 和 CTOVisitor 都是具体的 Visitor 对象；而 BusinessReport 就是 ObjectStructure；Client就是客户端代码。
访问者模式最大的优点就是增加访问者非常容易，我们从代码中可以看到，如果要增加一个访问者，只要新实现一个 Visitor 接口的类，从而达到数据对象与数据操作相分离的效果。如果不实用访问者模式，而又不想对不同的元素进行不同的操作，那么必定需要使用 if-else 和类型转换，这使得代码难以升级维护。
优点：
1、解耦数据结构与数据操作，使得操作集合可以独立变化
2、扩展性好，可以通过扩展访问者角色，实现对数据集的不同操作
3、各个角色各司其职，符合单一职责原则。
缺点：
1、无法增加元素类型，若系统数据结构对象易于变化，有新的数据对象增加进来，访问者增加对应元素操作，违背开闭原则
2、具体元素变更困难，具体元素增加属性，删除属性等操作会导致对应访问者类需要进行修改，如有大量访问者者时，修改范围太大。
访问者模式源码应用
1、JDK NIO FileVisitor
2、Spring IoC BeanDefinitionVisitor
访问者模式一篇就够了
最后
以上就是舒服背包为你收集整理的观察者模式和访问者模式的全部内容，希望文章能够帮你解决观察者模式和访问者模式所遇到的程序开发问题。
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