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python设计模式之观察者模式

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 osc_mxn8l67d
发布于 07/01 12:39
字数 1563
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  说到观察者模式,在我脑海中总是闪现,这家伙跟消息队列的主题发布订阅有什么关系,虽然本人对消息队列没有很深的研究,但是凭直觉我就认为消息队列的实现就使用了观察者模式吧,所以本文就来模拟消息队列的丐版实现阐述观察者模式是怎样玩的。

观察者模式的GOF官方解释是: 定义对象间的一种一对多(变化)的依赖关系, 以便当一个对象(Subject)的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并更新。

  观察者模式类图如下:

 

  主要构成就是主题基类, 观察者基类及其他们的实现。接下来我们开始设计属于我们自己的消息队列。

 

01、 首先设计主题基类

 

from abc import ABC


class Subject(ABC):

    def __init__(self):
        self.observers = list()

    def add_observer(self, observer):
        self.observers.append(observer)

    def pop_observer(self, observer):
        self.observers.remove(observer)

    def notify(self):
        for observer in self.observers:
            observer.update()

 

 

在Subject基类中,我们需要定义一个观察者列表用于盛放观察者对象,然后我们需要有添加和删除观察者的方法,最后一个必要的方法就是通知观察者更新。

 

02、设计我们的主题子类

class GameSubject(Subject):

    def notify(self, msg):
        for observer in self.observers:
            observer.update(msg)

 

  我们设计一个游戏主题类,专门给观察者推送游戏消息,所以我们重写了nitify方法。

 

03、设计我们的观察者子类

from queue import Queue


class Observer:
    def __init__(self):
        self.queue = Queue(100)
        
    def update(self):
        pass

 

 

  在观察者基类中,我们定一个队列用于接收主题发布的消息, 还有声明一个更新方法,用于给子类继承。

 

04、设计我们的观察者子类

class LolObserver(Observer):
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        super().__init__()
        
    def update(self, msg):
        self.queue.put(msg)
        
    def get_msg(self):
        while not self.queue.empty():
            msg = self.queue.get()
            print(self.name + "正在读取消息:" + msg)


class DNFObserver(Observer):

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        super().__init__()

    def update(self, msg):
        self.queue.put(msg)

    def get_msg(self):
        while not self.queue.empty():
            msg = self.queue.get()
            print(self.name + "正在读取消息:" + msg)

 

 

  在我们的观察者子类中,我们主要定义了,对队列的IO操作。

 

05、 主程序

if __name__ == "__main__":
    game_subject = GameSubject()
    lol_observer = LolObserver('lol选手')
    dnf_observer = DNFObserver("DNF选手")
    game_subject.add_observer(lol_observer)
    game_subject.add_observer(dnf_observer)
    game_subject.notify("第一届游戏大赛正在开始")
    game_subject.notify("我们友情两大游戏金牌选手")
    game_subject.notify("谁会是第一名呢?")
    game_subject.pop_observer(dnf_observer)
    game_subject.notify("会是LOL选手吗?")
    game_subject.notify("貌似DNF选手掉线了啊")
    game_subject.add_observer(dnf_observer)
    game_subject.notify("我们的选手又回来了")
    lol_observer.get_msg()
    print("="*77)
    dnf_observer.get_msg()

 

运行结果如下:

/usr/local/bin/python3.7 /Users/bytedance/PycharmProjects/untitled3/模版设计模式/观察者模式.py
lol选手正在读取消息:第一届游戏大赛正在开始
lol选手正在读取消息:我们友情两大游戏金牌选手
lol选手正在读取消息:谁会是第一名呢?
lol选手正在读取消息:会是LOL选手吗?
lol选手正在读取消息:貌似DNF选手掉线了啊
lol选手正在读取消息:我们的选手又回来了
=============================================================================
DNF选手正在读取消息:第一届游戏大赛正在开始
DNF选手正在读取消息:我们友情两大游戏金牌选手
DNF选手正在读取消息:谁会是第一名呢?
DNF选手正在读取消息:我们的选手又回来了

Process finished with exit code 0

 

  到此我们的丐版的消息队列就完成了,哈哈,以此类推诸如微信群功能,都可以用此模式去实现,到此感觉观察者模式不像是一种模式,更像是一种业务的实现的技巧,但是它的关键点在于,你在遍历观察者列表处的巧妙,利用面向对象多态的特性,只要你继承自观察者基类,都可以调用update方法,无须是具体的观察者。

 

07、总结

  1. 观察者设计模式使得我们可以独立地改变主题和观察者,从而使二者的依赖关系达到松耦合的目的。
  2. 目标发送通知时,我们无须指定接收者,消息自动传播到接受者处。
  3. 但是当观察者过多时可能会产生性能问题,因为我们是在遍历观察者列表

 

最后还是奉上我们的设计模式八大设计原则:

  1. 依赖倒置原则(DIP)
  • 高层模块(稳定)不应该依赖于低层模块(变化),二者都应该依赖于抽象(稳定) 。
  • 抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化) ,实现细节应该依赖于抽象(稳定)。
  1. 开放封闭原则(OCP)
  • 对扩展开放,对更改封闭。
  • 类模块应该是可扩展的,但是不可修改。
  1. 单一职责原则(SRP)
  • 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
  • 变化的方向隐含着类的责任。
  1. Liskov 替换原则(LSP)
  • 子类必须能够替换它们的基类(IS-A)。
  • 继承表达类型抽象。
  1. 接口隔离原则(ISP)
  • 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法。
  • 接口应该小而完备。
  1. 优先使用对象组合,而不是类继承
  • 类继承通常为“白箱复用”,对象组合通常为“黑箱复用” 。
  • 继承在某种程度上破坏了封装性,子类父类耦合度高。
  • 而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口,耦合度低。
  1. 封装变化点
  • 使用封装来创建对象之间的分界层,让设计者可以在分界层的一侧进行修改,而不会对另一侧产生不良的影响,从而实现层次间的松耦合。
  1. 针对接口编程,而不是针对实现编程
  • 不将变量类型声明为某个特定的具体类,而是声明为某个接口。
  • 客户程序无需获知对象的具体类型,只需要知道对象所具有的接口。
  • 减少系统中各部分的依赖关系,从而实现“高内聚、松耦合”的类型设计方案 
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