Beobachter und Zustandsmuster

Alle erfahren vom neuen Raum

Das Beobachtermuster (Observer) sorgt dafür, dass ein Objekt viele andere über eine Änderung informiert, ohne sie zu kennen. Das Zustandsmuster (State) lässt ein Objekt je nach Phase anders reagieren.

Der Raum einer Vorlesung ändert sich. Der Aushang, das Handy und die Webseite sollen es sofort zeigen. Eine Bestellung wiederum verhält sich je nach Phase anders.

Am Ende dieser Lektion

Notiz

Ich kann das Beobachtermuster und das Zustandsmuster anwenden.

Schlüsselwörter

Begriff	Was er bedeutet
Beobachter	ein Objekt, das über Änderungen informiert werden will
Anmelden	sich in die Liste der Beobachter eintragen lassen
Benachrichtigung	der Aufruf, mit dem alle Beobachter von einer Änderung erfahren
Zustand	die Phase, in der sich ein Objekt gerade befindet
Übergang	der Wechsel von einem Zustand in den nächsten

Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.

Beobachter erfahren von einer Änderung, ohne zu fragen

Das Problem: Ein Objekt ändert sich, und mehrere andere müssen es wissen. Fragt jedes ständig nach, kostet das Zeit. Kennt das Objekt alle anderen fest, hängt es von ihnen ab.

Beim Beobachtermuster führt das Objekt eine Liste. Wer sich anmeldet, steht darin. Bei einer Änderung ruft es bei jedem Eintrag melden auf.

Ein Stundenplan mit zwei Beobachtern

Code: python

class Stundenplan:
    def __init__(self):
        self.beobachter = []

    def anmelden(self, beobachter):
        self.beobachter.append(beobachter)

    def raum_aendern(self, fach, raum):
        for beobachter in self.beobachter:
            beobachter.melden(fach, raum)

class Aushang:
    def melden(self, fach, raum):
        print("Aushang: " + fach + " jetzt in " + raum)

class Handy:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def melden(self, fach, raum):
        print(self.name + " erhält: " + fach + ", Raum " + raum)

plan = Stundenplan()
plan.anmelden(Aushang())
plan.anmelden(Handy("Mia"))
plan.raum_aendern("Mathe", "B12")
# Melden Sie ein zweites Handy an und ändern Sie den Raum noch einmal.

Was beim Raumwechsel passiert

Schritt	Wer	Was geschieht
1	Aushang	meldet sich mit anmelden an
2	Handy von Mia	meldet sich an
3	Stundenplan	raum_aendern("Mathe", "B12") läuft
4	Stundenplan	ruft melden bei Aushang und Handy auf, in der Reihenfolge der Anmeldung

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Ein häufiger Fehler

Warnung

Viele vergessen das Abmelden. Ein Beobachter, der nicht mehr gebraucht wird, steht dann weiter in der Liste und bekommt jede Nachricht. Bieten Sie neben anmelden immer auch abmelden an.

Zustandsmuster: je Phase ein Objekt

Das Problem: Eine Bestellung ist offen, bezahlt oder versendet. Was erlaubt ist, hängt davon ab. Eine Kette von if zustand == ... steht dann in jeder Methode.

Beim Zustandsmuster ist jede Phase ein eigenes Objekt mit denselben Methoden. Die Bestellung hält das aktuelle Zustandsobjekt und gibt Aufrufe an es weiter. Ein Übergang heißt: Das Zustandsobjekt nennt den nächsten.

Eine Bestellung wechselt ihre Phase

Code: python

class Offen:
    def name(self):
        return "offen"
    def weiter(self):
        return Bezahlt()
class Bezahlt:
    def name(self):
        return "bezahlt"
    def weiter(self):
        return Versendet()
class Versendet:
    def name(self):
        return "versendet"
    def weiter(self):
        return self
class Bestellung:
    def __init__(self):
        self.zustand = Offen()
    def weiter(self):
        self.zustand = self.zustand.weiter()
bestellung = Bestellung()
for schritt in range(4):
    print(bestellung.zustand.name())
    bestellung.weiter()

Die Zustände der Bestellung im Überblick

Zustand	name() liefert	weiter() liefert
Offen	offen	Bezahlt
Bezahlt	bezahlt	Versendet
Versendet	versendet	sich selbst, die Bestellung ist am Ende

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Eine Ampel und eine Quelle im Lab

Im Lab laufen zwei kleine Programme. Die Datei ampel.py zeigt eine Ampel als Zustandsobjekte: Rot, Gruen, Gelb, und dann wieder Rot.

Die Datei quelle.py zeigt einen Beobachter ohne Klasse: Zwei Funktionen melden sich an. Die Ausgabe folgt aus den Programmen selbst.