在计算机科学中，设计模式是一种被广泛接受的解决问题的方法，它们提供了一种可重用的解决方案，可以帮助开发人员编写更易于理解、更易于维护的代码，本文将重点介绍观察者模式，这是一种行为型设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新，作为评测编程专家，我们将在实际项目中运用观察者模式来实现代码的解耦和模块化。
我们需要了解什么是观察者模式，观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新，观察者模式主要包括两个角色：主题(Subject)和观察者(Observer)。
1、主题(Subject):定义了添加、删除和通知观察者的方法，当主题的状态发生改变时，会调用这些方法来通知所有注册的观察者。
2、观察者(Observer):实现了对主题状态变化的响应，当主题的状态发生改变时，会自动调用观察者的更新方法。
下面我们通过一个简单的例子来说明观察者模式的用法：
假设我们有一个在线考试系统，系统中有三个角色：学生、监考老师和系统管理员，学生需要查看自己的考试成绩，监考老师需要查看学生的考试成绩以便于评分，系统管理员需要查看所有学生的考试成绩以便于统计分析，这三个角色之间就形成了一对多的关系，我们可以使用观察者模式来实现这种关系。
我们需要定义一个抽象主题类OnlineExamSystem,它包含了添加、删除和通知观察者的方法：
from abc import ABC, abstractmethod
class OnlineExamSystem(ABC):
def __init__(self):
self.observers = []
def register_observer(self, observer):
self.observers.append(observer)
def unregister_observer(self, observer):
self.observers.remove(observer)
def notify_observers(self):
for observer in self.observers:
observer.update()我们需要定义两个具体的观察者类：Student和Invigilator:
class Student:
def update(self):
print("Student has been notified of their exam results.")
class Invigilator:
def update(self):
print("Invigilator has been notified of student exam results.")我们需要创建一个具体的主题类ExamSystem,它包含了学生和监考老师的实例：
class ExamSystem(OnlineExamSystem):
def __init__(self):
super().__init__()
self.students = []
self.invigilators = []
def add_student(self, student):
self.students.append(student)
self.register_observer(student)
def remove_student(self, student):
self.students.remove(student)
self.unregister_observer(student)
def add_invigilator(self, invigilator):
self.invigilators.append(invigilator)
self.register_observer(invigilator)
def remove_invigilator(self, invigilator):
self.invigilators.remove(invigilator)
self.unregister_observer(invigilator)我们可以创建一个具体的考试系统实例，并添加学生和监考老师：
exam_system = ExamSystem() student1 = Student() invigilator1 = Invigilator() exam_system.add_student(student1) exam_system.add_invigilator(invigilator1)
当我们需要更新学生和监考老师的成绩时，只需调用notify_observers方法即可：
exam_system.notify_observers() # 所有已注册的观察者都会收到通知并自动更新
