Что такое паттерн Наблюдатель (Observer)?

Паттерн "Наблюдатель" (Observer) — это поведенческий паттерн проектирования, который определяет отношение "один ко многим" между объектами. Когда один объект (издатель) изменяет состояние, все его зависимые объекты (подписчики) автоматически уведомляются и обновляются.

Основные участники паттерна:

• Издатель (Subject): Объект, за состоянием которого наблюдают. Предоставляет интерфейс для регистрации, отмены регистрации и уведомления наблюдателей.
• Наблюдатель (Observer): Объект, который хочет получать обновления от издателя. Предоставляет интерфейс для получения уведомлений.

Принцип работы:

1. Наблюдатели подписываются на уведомления издателя.
2. При изменении состояния издателя, он перебирает список зарегистрированных наблюдателей и вызывает их методы обновления.
3. Наблюдатели получают уведомление и выполняют соответствующие действия, часто запрашивая у издателя обновленные данные.

Преимущества:

• Низкая связность: Издатель не знает конкретные классы наблюдателей, взаимодействуя только через общий интерфейс.
• Динамическое изменение зависимостей: Наблюдатели могут добавляться или удаляться во время выполнения.
• Повторное использование: Издатели и наблюдатели могут быть повторно использованы независимо друг от друга.

Недостатки:

• Сложность: Может быть сложно понять логику взаимодействия при большом количестве наблюдателей и издателей.
• Порядок уведомления: Нет гарантии порядка, в котором будут уведомлены наблюдатели, если это не реализовано специально.

Пример реализации в Python:

// Интерфейс наблюдателя
class Observer:
    def update(self, subject):
        pass // Абстрактный метод обновления

// Конкретный наблюдатель
class ConcreteObserver(Observer):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def update(self, subject):
        // Получаем состояние от издателя
        state = subject.get_state()
        print(f"Наблюдатель {self.name} получил обновление: {state}")

// Издатель
class Subject:
    def __init__(self):
        self._observers = []
        self._state = None

    def attach(self, observer):
        // Добавляем наблюдателя
        if observer not in self._observers:
            self._observers.append(observer)

    def detach(self, observer):
        // Удаляем наблюдателя
        try:
            self._observers.remove(observer)
        except ValueError:
            pass

    def notify(self):
        // Уведомляем всех наблюдателей
        for observer in self._observers:
            observer.update(self)

    def set_state(self, state):
        // Изменяем состояние и уведомляем
        self._state = state
        self.notify()

    def get_state(self):
        // Получаем текущее состояние
        return self._state

// Пример использования
if __name__ == "__main__":
    subject = Subject()

    observer1 = ConcreteObserver("Наблюдатель 1")
    observer2 = ConcreteObserver("Наблюдатель 2")

    subject.attach(observer1)
    subject.attach(observer2)

    subject.set_state("Состояние изменилось на 1")

    subject.detach(observer1)

    subject.set_state("Состояние изменилось на 2")

Где применяется:

• Системы событий и уведомлений.
• Графические пользовательские интерфейсы (GUI) для обновления элементов при изменении данных.
• Разработка реактивных систем.
• Системы публикации/подписки.