設計模式學習筆記 - 3

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今日特餐：觀察者模式 (Observer)

先稍微複習上一篇筆記《設計模式學習筆記 - 2》的內容-策略模式：

可以定義和封裝一系列的演算法，並且讓它們是可替換/對調的。這個模式可以讓你在不影響用戶端的情況下獨立改變演算法。
我們透過冒險遊戲的角色及武器，對此模式有一定的認識與瞭解。

今天要學習的設計模式是觀察者模式，以下正文：

Observer 觀察者模式

發佈者 ＋ 訂閱者 ＝ 觀察者模式

觀察者模式定義務鍵之間的一對多依賴關係，當一個物件改變狀態時，依賴它的物件都會自動收到通知與更新。

可以想成youtuber 在影片的開頭或結尾，都會告訴觀眾，記得按讚、訂閱、開啟小鈴鐺，訂閱＋開啟小鈴鐺，就可以在該youtuber 更新影片的時候，收到第一手的通知，而有訂閱的觀眾就成了觀察者。

為了確保每個youtuber 的行為，與每個觀眾的行為互相不干擾，所以在設計上會將youtuber 及 觀眾個別實做相同的介面：
youtuberInterface 會有訂閱、取消訂閱等方法，而AudienceInterface 會有接收通知的方法，確保不會因為每個youtuber 或觀眾不同，導致通知的時候出現問題。

Observer

根據上圖，我們透過簡單的程式碼來實做看看，其中我將上傳影片、取得訂閱者清單、增加訂閱者、取消訂閱等方法都直接放入介面中，是為了確定每個youtuber都是在相同的基礎行為上。

  • YoutuberInterface

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    <?php

    Interface Youtuber {
        public function register(Audience $audience);
        public function remove(Audience $audience);
        public function notifyAudience();
        public function uploadVideo();
        public function getAudienceList();
        public function setAudience(Audience $audience);
        public function removeAudience(Audience $audience);
    }

  • AudienceInterface

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    <?php

    Interface Audience {
        public function update(Youtuber $youtuber);
    }

  • YoutuberImplement

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    <?php

    class YoutuberImpl implements Youtuber {

        public $name;
        private $audienceList = [];

        public function __construct($name) {
            $this->name = $name;
        }
        public function register(Audience $audience) {
            echo 'You are an observer now!' . PHP_EOL;
            $this->setAudience($audience);
            echo 'there are ' . count($this->getAudienceList()) . ' audience !' . PHP_EOL;
        }
        public function remove(Audience $audience) {
            echo 'You are no longer an observer!' . PHP_EOL;
            $this->removeAudience($audience);
        }
        public function notifyAudience() {
            $audienceList = $this->getAudienceList();
            foreach ($audienceList as $audience) {
                $audience->update($this);
            }
        }

        public function uploadVideo() {
            echo 'video upload successful!' . PHP_EOL;
            $this->notifyAudience();
        }

        public function getAudienceList() {
            return $this->audienceList;
        }

        public function setAudience(Audience $audience) {
            $audienceList = $this->audienceList;
            $audienceList[] = $audience;
            $this->audienceList = $audienceList;
        }

        public function removeAudience(Audience $audience) {
            $audienceList = $this->audienceList;
            $newAudienceList = [];

            foreach ($audienceList as $item) {
                if ($audience != $item) {
                    $newAudienceList[] = $item;
                }
            }

            $this->audienceList = $newAudienceList;
            echo 'there are ' . count($this->getAudienceList()) . ' audience !' . PHP_EOL;
        }
    }

  • AudienceImplement

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    <?php

    class AudienceImpl implements Audience {
        public function update(Youtuber $youtuber) {
            echo $youtuber->name . ' has uploaded a new video!' . PHP_EOL;
        }
    }

  • 測試

測試的部分我們只操作一個頻道及一個觀眾，作為簡單的示例：
我們建立一個新的頻道叫做蔡阿嘎，以及一位觀眾Andy，
Andy 可以針對蔡阿嘎這個頻道進行訂閱、取消訂閱，而蔡阿嘎頻道可以上傳影片，並且通知訂閱者Andy。

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<?php

$andy = new AudienceImpl();
$Aga = new YoutuberImpl('蔡阿嘎');

$Aga->register($andy);
# You are an observer now!
# there are 1 audience !

$Aga->uploadVideo();
# video upload successful!
# 蔡阿嘎 has uploaded a new video!

$Aga->remove($andy);
# You are no longer an observer!
# there are 0 audience !

思考

這邊例子僅簡單以echo 訊息的方式表示通知。未來可能要思考，通知的時候是傳遞哪些資料過去，傳遞所有資訊的話會不會造成觀察者的負擔。
再以書上的例子作為思考的出發點，要設計一個氣象站(Subject)，每當天氣資訊更新的時候，就通知觀察者(Observer)們溫度、濕度、氣壓、降雨機率…等所有的天氣資訊。
但可能不是每個觀察者都需要所有的天氣資訊，比方說我每天出門前，我會在意的是今天的溫度及降雨機率，那麼其他資訊對我來說就是多餘的了。

所以可以調整為，天氣站要開放讓觀察者們自行取得需要的資料，而通知僅僅是告知他們，天氣資訊已經更新了。
個別的觀察者因為收到這則通知，自行向氣象站索取所需的資料：
getTemperature();
getHumidity();
…

以Youtube 的例子稍微說明，但實際的Youtube 應該做了更多更複雜的事情，
今天的筆記-觀察者模式到這邊告一段落，如果有謬誤的地方，歡迎email 給我指正或來信討論，謝謝！