下面做一个天气预报系统，涉及到的参数一共有三种：temperature, humidity, pressure。外围接受显示装置也分为三种：current condition display会列出当前的气温，湿度和气压；statistics display会列出当前的温度最高，最低和平均值；forecast display列出将来预测的天气状况。现在我们设想用一个WeatherDataObject这个对象从气象台实时接受数据，再把更新的数据发送到外围接受显示装置上去。如下：
我们先看右边的三个显示设备，我们把它跟前一章的Duck做比较：Duck是一个总称，被做成抽象类，下面有许多各种各样的duck，被做成该抽象类的子类，Duck的各种会变化的功能比如quackable和flyable被分别做成接口，每个接口下面有各种具体的功能实现它。同理，这个天气情况显示设备也好比是一个总称，下面有三种显示设备，而它的可变化的功能是display，因为未来可能再做第四种设备是用声音报警的。。。
因为是实时接受和显示数据，所以所有的设备必然包含update()功能，部分设备有display功能。UML如下：
public interface Observer
{
public void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}
public interface Display
{
public void display();
}
public class CurrentCondition implements Observer, Display
{
private float temperature;
private float humidity;
public void display()
{
System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and humidity " + humidity);
}
public void update(float temperature, float humidity, float pressure)
{
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
display();
}
}
public class Statistics implements Display, Observer
{
private static float maxT = 0;//历史最高气温
private static float minT = 100;//历史最低气温
private static float sumT = 0;//气温总和
private static int num = 0;//测量次数
public void display()
{
System.out.println("Max Temperature:"+maxT);
System.out.println("Min Temperature:"+minT);
System.out.println("Average Temperature:"+sumT/num);
}
public void update(float temperature, float humidity, float pressure)
{
if (temperature < minT)
{
minT = temperature;
}
if (temperature > maxT)
{
maxT = temperature;
}
sumT += temperature;
num++;
display();
}
}
public class Forecast implements Display, Observer
{
private static float currentPressure = 29;//设定一个当前气压的默认值，为简化操作
private static float lastPressure = 29;//设定一个先前气压的默认值
public void display()
{
System.out.println("Forecast:");
if (currentPressure > lastPressure) //气压升高，天气转暖；气压降低，天气转凉
{
System.out.println("will be warmmer.");
}
else if (currentPressure == lastPressure)
{
System.out.println("will be the same");
}
else
{
System.out.println("will be cooler");
}
}
public void update(float temperature, float humidity, float pressure)
{
lastPressure = currentPressure;
currentPressure = pressure;
display();
}
}
现在着重考虑WeatherData 这个对象怎么写，该对象首先要能够从气象站收取气温，湿度，气压的信息(通过气象台使用setMeasurements方法来设定WeatherData中的各属性的值)，并向终端显示设备更新气象信息（使用upadeDisplay方法），所以有：
public class WeatherData
{
private float temperature;
private float humidity;
private float pressure;
public void updateDisplay()
{
CurrentCondition currentCondition=new CurrentCondition();
Statistics statistics=new Statistics();
Forecast forecast=new Forecast();
currentCondition.update(temperature, humidity, pressure); //这部分是可变动的，可是并没有被分离出去
statistics.update(temperature, humidity, pressure);
forecast.update(temperature, humidity, pressure);
}
public void setMeasurements(float termperature, float humidity, float pressure)
{
this.temperature=termperature;
this.humidity=humidity;
this.pressure=pressure;
updateDisplay();
}
}
最后我们用个主函数来调试一下：
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
WeatherData wd=new WeatherData();
wd.setMeasurements(20, 10, 15);
wd.setMeasurements(21, 11, 16);
}
}
输出：
Current conditions: 20.0F degrees and humidity 10.0
Max Temperature:20.0
Min Temperature:20.0
Average Temperature:20.0
Forecast:
will be cooler
Current conditions: 21.0F degrees and humidity 11.0
Max Temperature:21.0
Min Temperature:20.0
Average Temperature:20.5
Forecast:
will be warmmer.
可以看出，一切运行正常，是不是这样，该程序就搞定了呢？当然不是！当我们不想让三个终端中的某一个接受天气信息时，或者我们要增加一个新的终端来显示其他的一些天气信息时，我们势必要改写WeatherDate中的updateDisplay方法（上面源代码中的红字部分）。我们并没有把WeatherDate中的不变化的setMeasurements方法和变化的updateDisplay方法分离开，也就是说没有隔离出变化的部分，所以这个程序有待改进。
可不可以把updateDisplay写成接口的形式分离出去呢？Good Idea! 不过updateDisplay之所以产生变化，不是像Duck的flyable那样是功能性的变化，而是updateDisplay方法体本身中的执行过程需要增减。所以即使把updateDisplay作为接口分离出去，这个接口也要不断的改变，多以我们对这类增减某一类似问题所产生的变化引入observer pattern。
所谓的observer pattern即是实现观察者和观察对象之间关系的一种模式。该模式中，观察对象可以有一个，也可以有多个。如果观察者要实时接受观察对象的信息，就必须通过该观察对象的registerObserver方法注册成为该观察对象的观察者群。也可以通过removeObserver方法注销并离开该观察对象的观察者群。观察对象通过notifyObserver方法将实时信息通知给它所有的已注册的观察者。
observer pattern的本质实质是1对多的关系：每一个观察对象可以对应着许多观察者，而每一个观察者又可以观察许多观察对象
把这种思路放到目前我们需要解决的气象站的例子上去：
较前面的实现方式，主要变化的代码如下：
public interface Subject
{
//之所以要写一个接口而不直接使用WeatherData类，是因为该接口下面可能不止WeatherData这一个实现对象
public void registerObserver(Observer o);
public void removeObserver(Observer o);
public void notifyObservers();
}
import java.util.ArrayList;
public class WeatherData implements Subject
{
private float temperature;
private float humidity;
private float pressure;
private ArrayList<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
public WeatherData()
{
}
public void setMeasurement(float temperature, float humdity, float pressure)
{ //气象站使用该方法设置新的气象数值，并通知所有已注册观察者
this.temperature = temperature;
this.humidity = humdity;
this.pressure = pressure;
notifyObservers();
}
public void registerObserver(Observer o) //注册观察者
{
observers.add(o);
}
public void removeObserver(Observer o) //注销观察者
{
if (observers.indexOf(o) >= 0)
{
observers.remove(o);
}
}
public void notifyObservers() //通知所有的已注册的观察者新信息
{
for (Observer o : observers)
{
o.update(temperature, humidity, pressure);
}
}
}
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
WeatherData wd=new WeatherData();
CurrentCondition cc=new CurrentCondition();
wd.registerObserver(cc); //注册CurrentCondition显示方式到WeatherData的观察者群中去
Statistics st=new Statistics();
wd.registerObserver(st); //同理，注册Statistics的显示方式
wd.setMeasurement(20, 10, 15);
wd.setMeasurement(21, 11, 16);
System.out.println("===================我是分割线=================");
wd.removeObserver(st); //注销Statistics的显示方式
wd.setMeasurement(19, 9, 14);
}
}
运行结果如下；
Current conditions: 20.0F degrees and humidity 10.0
Max Temperature:20.0
Min Temperature:20.0
Average Temperature:20.0
Current conditions: 21.0F degrees and humidity 11.0
Max Temperature:21.0
Min Temperature:20.0
Average Temperature:20.5
===================我是分割线=================
Current conditions: 19.0F degrees and humidity 9.0
由此，我们可以看到，我们能够在Main方法中动态的注册和注销某被观察对象的已注册的观察者，达到了我们预期的目的。
现在我们尝试新增一个显示方式HeatIndex，heat index是热指数，它的计算方法为：heatIndex=16.923+1.85212*temperature+5.37941*humidity
很简单，我们只要写一个新的类，实现Observer和DisplayElement接口就可以了，在主程序Main中，我们再把这个显示方式注册到WeatherData的观察者中去。
public class HeatIndex implements Observer, Display
{
private float temperature;
private float humidity;
public HeatIndex()
{
}
public void display()
{
float heatIndex = (float) (16.923 + 1.85212 * temperature + 5.37941 * humidity);
System.out.println("Heat Index is " + heatIndex);
}
public void update(float temperature, float humidity, float pressure)
{
this.humidity = humidity;
this.temperature = temperature;
display();
}
}
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
WeatherData wd = new WeatherData();
CurrentCondition cc = new CurrentCondition();
wd.registerObserver(cc);
Statistics st = new Statistics();
wd.registerObserver(st);
wd.setMeasurement(20, 10, 15);
wd.setMeasurement(21, 11, 16);
System.out.println("===================我是分割线=================");
wd.removeObserver(st);
HeatIndex hi = new HeatIndex();
wd.registerObserver(hi);
wd.setMeasurement(19, 9, 14);
}
}
运行结果如下：
Current conditions: 20.0F degrees and humidity 10.0
Max Temperature:20.0
Min Temperature:20.0
Average Temperature:20.0
Current conditions: 21.0F degrees and humidity 11.0
Max Temperature:21.0
Min Temperature:20.0
Average Temperature:20.5
===================我是分割线=================
Current conditions: 19.0F degrees and humidity 9.0
Heat Index is 100.52797
可见，我们很轻松的就添加了一个显示方式，并动态的注册到相应的观察者中，而且最重要的是：我们没有对源代码做任何更改。