一看就懂【来自英雄联盟盖伦的怒吼】与 Python 详解设计模式（二）观察者模式
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观察者模式概述
观察者模式（有时又被称为模型-视图（View）模式、源-收听者(Listener)模式或从属者模式）是软件设计模式的一种。在此种模式中，一个目标物件管理所有相依于它的观察者物件，并且在它本身的状态改变时主动发出通知。这通常透过呼叫各观察者所提供的方法来实现。此种模式通常被用来实现事件处理系统。
基本介绍
观察者模式（Observer）完美的将观察者和被观察的对象分离开。举个例子，用户界面可以作为一个观察者，业务数据是被观察者，用户界面观察业务数据的变化，发现数据变化后，就显示在界面上。面向对象设计的一个原则是：系统中的每个类将重点放在某一个功能上，而不是其他方面。一个对象只做一件事情，并且将他做好。观察者模式在模块之间划定了清晰的界限，提高了应用程序的可维护性和重用性。
观察者设计模式定义了对象间的一种一对多的组合关系，以便一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。
实现方式
观察者模式有很多实现方式，从根本上说，该模式必须包含两个角色：观察者和被观察对象。在刚才的例子中，业务数据是被观察对象，用户界面是观察者。观察者和被观察者之间存在“观察”的逻辑关联，当被观察者发生改变的时候，观察者就会观察到这样的变化，并且做出相应的响应。
如果在用户界面、业务数据之间使用这样的观察过程，可以确保界面和数据之间划清界限，假定应用程序的需求发生变化，需要修改界面的表现，只需要重新构建一个用户界面，业务数据不需要发生变化。
观察
实现观察者模式的时候要注意，观察者和被观察对象之间的互动关系不能体现成类之间的直接调用，否则就将使观察者和被观察对象之间紧密的耦合起来，从根本上违反面向对象的设计的原则。无论是观察者“观察”观察对象，还是被观察者将自己的改变“通知”观察者，都不应该直接调用。
观察者模式 UML 图
上面的文字太多了，我们直接看图吧
从图上可以看到，观察者模式主要有 3 个角色：
- 主题，主题类中有许多的方法，比如 register() 和 deregister() 等，观察者 Observer 可以通过这些方法注册到主题中或从主题注销。一个主题可以对应多个观察者，你可以将它理解为一条消息。
- 观察者，它为关注主题的对象定义了一个 notify() 接口，以便在主题发生变化时能够获得相应的通知。你可以将它理解为消息推送功能。
- 具体观察者，它是先了观察者的接口以保持其状态与主题中的变化一致，你可以将它理解为每个英雄，比如德邦总管赵信、德玛西亚皇子嘉文四世、放逐之刃锐雯等，当然了还有迅捷斥候提莫。
这个流程并不复杂，具体观察者（比如嘉文四世、锐雯）通过观察者提供的接口向主题注册自己，每当主题状态发生变化时，该主题都会使用观察者（消息推送功能）提供的通知方式来告知所有的具体观察者（赵信、嘉文、提莫、锐雯）发生了什么。
为什么选择英雄联盟？
因为大家对英雄联盟都熟悉啊，而且这不是 IG 为 LPL 赛区夺得第一个 S 赛冠军了嘛，我正好蹭一波热度。
我可以选择其它游戏么？
可以，只要你能够在你熟悉的领域找到合适的案例来理解，哪怕你用坦克大战来做例子都是可以的。
英雄联盟的通知是什么样的？
你最熟悉的声音莫过于以下几句了：
- 欢迎来到英雄联盟
- 敌军还有30秒到达战场，碾碎他们
- 全军出击
- First blood
- Ace 英雄联盟的消息会在触发事件（比如时间或者某个行为）的时候给部分召唤师或者全部召唤师推送消息。
消息通知的过程
熟悉的台词都可以背得出来了，可你知道这些消息从产生到推给每个召唤师的过程是怎么样的么？
那我们来整理一下顺序吧：
- 事件触发
- 产生消息
- 将消息放到队列
- 其他召唤师监听队列
- 队列变化则收到消息
消息通知的过程
思考：这个过程并不复杂，如果根据上方的流程图和顺序，你可以写出消息推送的代码吗？
盖伦的特点是什么
盖伦是英雄联盟中最有特点也最令人映像深刻的角色，一提到他，我们想到的必定是他那超大号的大宝剑和开大招时候那一声 『德玛西亚』的怒吼。
慢着，德玛西亚？
德玛西亚的是如何传到各位召唤师耳朵里的呢？
上面了解了观察者模式的基本，我们心里对代码就会有一个大概的轮廓。比如编写一个消息通知的类、一个消息队列、一个观察者和10个具体观察者（英雄联盟每局10个玩家）。
消息如何传播呢？
消息队列有了，那么如何在触发事件（盖伦开大招）的时候将那一声『德玛西亚』传达到广大英雄(召唤师)的耳朵里呢？
你又如何确定该传到谁那里，但是又要注意排除那些离得远的英雄。
最重要的消息类
首先我们新建一个消息类，这个消息类中需要提供一个供英雄使用的接口，能够让观察者来注册和注销，并且维护一个订阅者队列以及最后一条消息：
class NewsPublisher(object):
""" 消息主题类 """
def __init__(self):
self.__subscribers = []
self.__latest_news = None
def register(self, subcriber):
""" 观察者注册 """
self.__subscribers.append(subcriber)
def detach(self):
""" 观察者注销 """
return self.__subscribers.pop()接着还需要什么呢？队列有了，那订阅者列表和负责消息通知的方法还没有，而且消息创建和最新消息的接口也需要编写，那么就将消息类改为：
class NewsPublisher(object):
""" 消息主题类 """
def __init__(self):
self.__subscribers = []
self.__latest_news = None
def register(self, subcriber):
""" 观察者注册 """
self.__subscribers.append(subcriber)
def detach(self):
""" 观察者注销 """
return self.__subscribers.pop()
def subscribers(self):
""" 订阅者列表 """
return [type(x).__name__ for x in self.__subscribers]
def notify_subscribers(self):
""" 遍历列表，通知订阅者 """
for sub in self.__subscribers:
sub.update()
def add_news(self, news):
""" 新增消息 """
self.__latest_news = news
def get_news(self):
""" 获取新消息 """
return "收到新消息:", self.__latest_news观察者接口
然后就要考虑观察者接口了，观察者接口是应该是一个抽象基类，具体观察者（英雄）继承观察者。观察者接口需要有一个监听方法，只要有新消息发出，那么所有符合条件的具体观察者就可以收到相应的消息：
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Subscriber(metaclass=ABCMeta):
""" 观察者接口 """
@ abstractmethod
def update(self):
pass英雄登场
终于到了英雄们盛大登场的时候，所有的英雄的身份在这里都是具体观察者。每个英雄的 init() 方法都通过 register() 方法向消息类进行注册的，你可以理解为在开局画面的时候，就是完成各个英雄之间的类的注册。
英雄也要有一个 update() 方法，以便消息类可以向英雄推送消息：
class Garen(object):
""" 盖伦 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class JarvanIV(object):
""" 嘉文四世 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class Riven (object):
""" 锐雯 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class Quinn(object):
""" 德玛西亚之翼 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class XinZhao (object):
""" 德邦总管 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class AurelionSol(object):
""" 铸星龙王 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class Aatrox(object):
""" 暗裔剑魔 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class Ryze(object):
""" 流浪法师 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class Teemo(object):
""" 迅捷斥候 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())
class Malzahar (object):
""" 玛尔扎哈 """
def __init__(self, publisher):
self.publisher = publisher
self.publisher.register(self)
def update(self):
print(type(self).__name__, self.publisher.get_news())召唤师峡谷现在站着十位英雄，意味着游戏现在开始了。
德玛西亚！
游戏很快就进行了几分钟，现在盖伦升到 6 级了，并升级了 R 技能。盖伦面对上路对线的暗裔剑魔，放出了 Q W E 技能，看见残血的剑魔，盖伦放出了 R 技能。
谁能听到这一声 德玛西亚 ？
玩过的都知道，屏幕视野必须跟说话的英雄在同一屏幕才能听到声音。那么现在我们就为每个英雄都设置一个临是的坐标，并假设在坐标值 200 码内属于同一个屏幕：
if __name__ == "__main__":
news_publisher = NewsPublisher() # 实例化消息类
garen_position = (566, 300) # 设定盖伦当前位置
# 各个英雄当前位置
role_position = [(JarvanIV, 220, 60), (Riven, 56, 235), (Ryze, 1090, 990),
(XinZhao, 0, 0), (Teemo, 500, 500), (Malzahar, 69, 200),
(Aatrox, 460, 371), (AurelionSol, 908, 2098), (Quinn, 1886, 709)]
def valid_position(role_a: int, role_b: int):
# 同屏幕范围确认
if abs(role_a - role_b) < 200:
return True
return False
for sub in role_position:
if valid_position(sub[1], garen_position[0]) or valid_position(sub[2], garen_position[1]):
# 只发送给同屏幕的英雄
sub[0](news_publisher)改定义的都定义好了，坐标和同屏幕英雄也区分出来了，如何发送新消息呢？
print("在同一个屏幕的英雄有：", news_publisher.subscribers())
news_publisher.add_news("德玛西亚！")
news_publisher.notify_subscribers()首先通过订阅者列表确认同屏幕的英雄，通过消息类中的 add_news() 方法发出盖伦的怒吼『德玛西亚』，接着使用消息类中的 notify_subscribers() 方法通知订阅者列表中所有英雄。
看看输出结果是什么：
在同一个屏幕的英雄有： ['Riven', 'Teemo', 'Aatrox']
Riven ('收到新消息:', '德玛西亚！')
Teemo ('收到新消息:', '德玛西亚！')
Aatrox ('收到新消息:', '德玛西亚！')就这样，『德玛西亚』的声音传到了暗裔剑魔、迅捷斥候和放逐之刃那里。
再看一遍
如果第一遍看不懂，可以一边看着 UML 图一边动手实践一遍，就能够彻底理解观察者模式了。
![[设计模式] 观察者模式](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5885900/je9ezcbplg.jpeg)
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