请编写一个观察者模式的实际应用案例代码，并解释其工作原理。
观察者模式在实际的编程中被广泛应用，例如在 GUI 开发、事件监听、数据绑定等场景。这里我将通过一个简单的气象站应用的例子来说明，这个应用会在天气信息发生改变时通知所有注册的观察者。
这个例子使用 Java 来实现，并且不使用 JDK 的 Observer 和 Observable，而是自定义实现。在这个例子中，我们有一个 Subject 接口和一个 Observer 接口。我们的 WeatherData 类实现了 Subject 接口，而 CurrentConditionsDisplay 类实现了 Observer 接口。
请看以下的代码：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// 主题接口
interface Subject {
void registerObserver(Observer observer);
void removeObserver(Observer observer);
void notifyObservers();
}
// 观察者接口
interface Observer {
void update(float temperature);
}
// 具体的主题类
class WeatherData implements Subject {
private List<Observer> observers;
private float temperature;
public WeatherData() {
observers = new ArrayList<>();
}
@Override
public void registerObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
@Override
public void removeObserver(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
@Override
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update(temperature);
}
}
public void setTemperature(float temperature) {
this.temperature = temperature;
notifyObservers();
}
}
// 具体的观察者类
class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
@Override
public void update(float temperature) {
System.out.println("Temperature has changed to: " + temperature);
}
}
// 测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
WeatherData weatherData = new WeatherData();
CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay();
weatherData.registerObserver(currentDisplay);
weatherData.setTemperature(80);
}
}
在这个例子中，当 WeatherData 的气温发生改变时，所有注册的观察者（如 CurrentConditionsDisplay）都会被通知。这与我们之前使用 JDK 的 Observer 和 Observable 的例子非常相似，但这个例子更加灵活，因为它允许我们自定义如何添加、移除和通知观察者。
实际上，观察者模式在许多流行的库和框架中都有应用，例如 Android 的 LiveData，RxJava，JavaFX 的属性和绑定机制等。