观察者模式通过定义Subject和Observer接口实现对象间一对多的依赖关系，当Subject状态变化时自动通知所有Observer。示例中使用shared_ptr管理观察者列表，ConcreteSubject在事件发生时调用notify通知所有注册的ConcreteObserver，输出对应消息，支持动态注册与注销，具备良好扩展性，适用于事件处理系统。
在C++中实现观察者模式（Observer Pattern）的核心是建立一种一对多的依赖关系，使得当一个对象（被观察者）状态发生变化时，所有依赖它的对象（观察者）都能自动收到通知。这种机制常用于事件处理系统、GUI组件通信、消息订阅等场景。
观察者模式基本结构
观察者模式包含两个主要角色：
- Subject（被观察者）：维护观察者列表，提供注册、注销和通知接口。
- Observer（观察者）：定义一个更新接口，被通知时执行相应操作。
下面是一个简洁、可复用的C++实现示例：
1. 定义抽象观察者和被观察者接口
#include#include #include #include // 抽象观察者 class Observer { public: virtual ~Observer() = default; virtual void update(const std::string& message) = 0; }; // 抽象被观察者 class Subject { public: virtual ~Subject() = default; virtual void attach(std::shared_ptr observer) = 0; virtual void detach(std::shared_ptr observer) = 0; virtual void notify(const std::string& message) = 0; };
2. 实现具体被观察者（事件源）
具体被观察者持有一个观察者列表，并在状态变化时调用 notify 发送消息。
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class ConcreteSubject : public Subject {
private:
std::vector> observers;
public:
void attach(std::shared_ptr observer) override {
observers.push_back(observer);
}
void detach(std::shared_ptr observer) override {
observers.erase(
std::remove(observers.begin(), observers.end(), observer),
observers.end()
);
}
void notify(const std::string& message) override {
for (const auto& obs : observers) {
obs->update(message);
}
}
// 模拟事件触发
void eventHappened(const std::string& event) {
std::cout << "[Subject] Event occurred: " << event << "\n";
notify(event);
}
};
3. 实现具体观察者
每个观察者实现自己的 update 逻辑，响应通知。
class ConcreteObserver : public Observer {
private:
std::string name;
public:
ConcreteObserver(const std::string& n) : name(n) {}
void update(const std::string& message) override {
std::cout << "[Observer " << name << "] Received: " << message << "\n";
}
};
4. 使用示例
将观察者注册到被观察者，触发事件后自动通知所有观察者。
int main() {
auto subject = std::make_shared();
auto obs1 = std::make_shared("Alice");
auto obs2 = std::make_shared("Bob");
subject->attach(obs1);
subject->attach(obs2);
subject->eventHappened("User logged in");
subject->detach(obs2);
subject->eventHappened("Data updated");
return 0;
}
输出结果：
[Subject] Event occurred: User logged in [Observer Alice] Received: User logged in [Observer Bob] Received: User logged in [Subject] Event occurred: Data updated [Observer Alice] Received: Data updated
扩展建议
- 使用 std::weak_ptr 避免循环引用或悬挂指针（特别是在观察者生命周期短于被观察者时）。
- 支持不同类型的消息（如枚举事件类型），让观察者选择性处理。
- 引入线程安全机制（如互斥锁）用于多线程环境。
- 使用函数对象（std::function）实现更灵活的回调机制，适合轻量级事件系统。
基本上就这些。这个结构清晰、易于扩展，适用于大多数C++项目中的事件通知需求。
