观察者模式（Observer）- 气象站

模式原理

意图

define对象间的一种一对多依赖关系，当一个对象状态发生改变时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

适用场景

• 当一个对象的改变需要同时改变其他对象，而且它不知道具体有多少对象有待改变时
• 当一个对象必须通知其他对象，但它又不能假定其他对象是谁时

关键参与者

• Subject（主题）：知道它的观察者，可以有任意多个观察者观察同一个主题；提供注册和删除观察者对象的接口
• Observer（观察者）：为那些在主题发生改变时需要获得通知的对象定义一个更新接口
• ConcreteSubject（具体主题）：将有关状态存入各ConcreteObserver对象；当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知
• ConcreteObserver（具体观察者）：维护一个指向ConcreteSubject对象的引用；存储有关状态，这些状态应与主题的状态保持一致；实现Observer的更新接口以使自身状态与主题的状态保持一致

示例故事

本示例采用经典的"气象站"场景：

• 气象数据中心（WeatherData）作为Subject，负责收集温度、湿度、气压等数据
• 多个布告板（CurrentConditionsDisplay、StatisticsDisplay）作为Observer，自动接收气象数据更新并显示

对应关系：

• Subject 接口 → 主题契约
• WeatherData → 具体主题（气象数据中心）
• Observer 接口 → 观察者契约
• CurrentConditionsDisplay → 具体观察者（当前状况布告板）
• StatisticsDisplay → 具体观察者（统计布告板）

运行说明

环境要求

• Python 3.10+

运行方式

python weather_station.py

预期输出

当前状况：80.0°F，湿度 65.0%
统计：平均/最大/最小 = 80.0/80.0/80.0
当前状况：82.0°F，湿度 70.0%
统计：平均/最大/最小 = 81.0/82.0/80.0
当前状况：78.0°F，湿度 90.0%
统计：平均/最大/最小 = 80.0/82.0/78.0

运行截图