17、Python设计模式：观察者模式

### **哲学思想：**

观察者模式是一种常用的软件设计模式，它的核心思想是将一个对象的状态变化通知给多个观察者，从而让这些观察者能够及时更新自己的状态或执行相应的操作。

在哲学上，观察者模式的思想也有一些类似之处。它可以被解读为一种关注“现象”的方式，即通过对外部事件或者事物的观察，来推断或者理解内在的本质或者规律。

比如在康德的哲学中，他提出了“现象学”这一概念，认为人们只能通过感性经验来观察和认识外部世界，但是我们所能获得的只是表象，真正的本质是无法直接观察到的。这种思想可以被看作是观察者模式的一种哲学表述，即通过观察外部现象，来推断内在本质。

另外，观察者模式还可以被解读为一种“相互作用”的方式。即多个观察者之间通过对同一个对象进行观察和交流，从而相互影响和促进。这种思想也可以被看作是一种哲学观点，即世界是一个相互联系和相互作用的整体，每一个事物和现象都不是孤立存在的，它们之间存在着各种复杂的关系和影响。

总之，观察者模式的思想与哲学上的观念有很多相似之处，它们都强调了对外部现象的观察和理解，以及对内在本质的推断和认识。同时，它们也都强调了事物和现象之间的相互作用和联系，认为世界是一个复杂的整体。

### **简介：**

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，它定义了对象之间的一对多关系，使得当一个对象的状态发生变化时，它的所有依赖对象都能够得到通知并自动更新。观察者模式的核心思想是将观察者（即依赖对象）与被观察者（即主题对象）解耦，从而使得它们可以独立地变化。

在观察者模式中，被观察者维护了一个观察者列表，并提供了添加、删除和通知观察者的方法。当被观察者的状态发生变化时，它会遍历观察者列表，并调用每个观察者的更新方法，以便让它们能够及时更新自己的状态。观察者模式可以用于实现事件驱动系统，例如图形界面组件的事件处理、消息传递系统等。

### **优点：**

观察者模式是一种设计模式，它允许一个对象（称为主题）维护其所有依赖项（称为观察者）的列表，并在其状态发生更改时自动通知它们。以下是观察者模式的一些优点：

1、 降低对象之间的耦合度：主题和观察者之间是松散耦合的，因为它们不需要了解彼此的细节主题只知道观察者存在，而观察者只知道主题发生了改变这使得系统更加灵活，易于维护和扩展；
2、 易于添加新的观察者：由于观察者与主题之间的耦合度很低，因此可以轻松地添加或删除观察者，而不会对其他对象产生任何影响；
3、 支持广播通知：当主题状态发生改变时，所有的观察者都会收到通知，这使得在一个事件发生后执行多个操作变得非常容易；
4、 符合开闭原则：观察者模式使得添加新的观察者不需要修改主题的代码，符合开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭；
5、 支持多级触发：观察者可以是另一个主题的主题，这使得支持多级触发变得非常容易；

总的来说，观察者模式是一种非常有用的模式，可以帮助我们构建松散耦合的系统，提高系统的灵活性和可扩展性。

### **缺点：**

观察者模式是一种常见的设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象，当主题对象发生改变时，所有的观察者都会收到通知并进行相应的处理。

虽然观察者模式具有许多优点，如松耦合、易于扩展等，但也存在一些缺点，包括以下几点：

1、 观察者模式可能导致性能问题当观察者较多或通知频率较高时，观察者们需要频繁地更新自己的状态，这可能导致性能问题；
2、 观察者模式可能引起循环依赖如果观察者之间相互依赖，可能会出现循环依赖的情况，这会使程序变得复杂，并可能导致死锁；
3、 观察者模式可能导致不确定性由于观察者之间的交互是通过主题对象进行的，所以当观察者之间的交互发生变化时，主题对象的状态可能会受到影响，从而导致不确定性的结果；
4、 观察者模式可能导致内存泄漏当观察者没有及时取消注册时，可能会导致内存泄漏问题，因为主题对象仍然保持对它们的引用；

因此，在使用观察者模式时，我们需要考虑这些缺点并尽可能地避免它们的出现，从而更好地利用观察者模式的优点。

### **实际应用场景：**

观察者模式是一种设计模式，它定义了对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

以下是一些观察者模式的实际应用场景：

1、 GUI界面中的事件处理：在GUI应用程序中，许多控件（如按钮、文本框、下拉框等）都有事件处理机制，当用户与控件交互时，控件会触发相应的事件这些事件可以被其他控件（如标签、进度条、图像等）作为观察者来监听，以便在事件发生时做出相应的反应；
2、 股票行情分析系统：在股票行情分析系统中，当股票价格发生变化时，分析系统需要及时地获取并处理这些数据使用观察者模式，可以将股票价格作为被观察者，将分析系统作为观察者，当股票价格发生变化时，被观察者会自动通知观察者，观察者可以根据价格变化做出相应的决策；
3、 消息发布和订阅系统：在消息发布和订阅系统中，发布者和订阅者之间没有直接的关系，发布者只需要将消息发布到消息队列中，订阅者可以从消息队列中获取并处理消息使用观察者模式，可以将消息队列作为被观察者，将订阅者作为观察者，当有新的消息发布时，被观察者会自动通知观察者；
4、 游戏中的事件处理：在游戏开发中，许多对象都需要处理各种事件，如角色移动、攻击、受伤等使用观察者模式，可以将事件作为被观察者，将游戏对象作为观察者，当事件发生时，被观察者会自动通知观察者，观察者可以根据事件做出相应的反应；
5、 基于MVC模式的应用程序：在基于MVC模式的应用程序中，模型（Model）通常作为被观察者，视图（View）作为观察者，当模型发生改变时，视图会自动更新以显示最新的数据；

### **代码实现：**
```python
class Observer:
    def update(self, observable, *args, **kwargs):
        pass

class Observable:
    def __init__(self):
        self._observers = set()

def register_observer(self, observer):
        self._observers.add(observer)

def unregister_observer(self, observer):
        self._observers.remove(observer)

def notify_observers(self, *args, **kwargs):
        for observer in self._observers:
            observer.update(self, *args, **kwargs)

class ExampleObservable(Observable):
    def some_action(self):
        self.notify_observers('some_data')

class ExampleObserver(Observer):
    def update(self, observable, *args, **kwargs):
        print(f'Observer received data {args[0]} from observable {observable}')

observable = ExampleObservable()
observer1 = ExampleObserver()
observer2 = ExampleObserver()

observable.register_observer(observer1)
observable.register_observer(observer2)

observable.some_action()

observable.unregister_observer(observer2)

observable.some_action()

```
在上面的示例代码中，Observer 是一个抽象类，定义了一个 update() 方法，具体的观察者类需要继承这个类并实现 update() 方法。

Observable 类是一个具体的被观察者类，其中包括了注册、注销和通知观察者的方法。

ExampleObservable 类继承自 Observable 类，并在其中定义了一个 some_action() 方法，当这个方法被调用时，会通知所有观察者，并传递一些数据。

ExampleObserver 类继承自 Observer 类，并实现了 update() 方法，当观察者接收到通知时，会调用这个方法并处理相应的数据。

在示例代码中，创建了一个 ExampleObservable 实例和两个 ExampleObserver 实例，先将两个观察者注册到被观察者中，然后调用 some_action() 方法触发通知，最后将一个观察者注销并再次调用 some_action() 方法触发通知。