C++观察者模式与lambda表达式结合

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发布时间：2025-09-15 10:25:01

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原创

观察者模式结合C++11的lambda表达式可通过std::function替代传统抽象接口，实现更简洁灵活的一对多通知机制。示例中EventSource类用std::function存储回调，支持直接注册lambda函数，避免继承带来的耦合；通过模板参数扩展Signal类可传递带参数的通知，如Signal支持emit(id, msg)调用；使用时需注意lambda捕获的生命周期问题，推荐值捕获或shared_ptr管理资源，并可通过返回connection句柄实现订阅的动态管理，适用于事件驱动、GUI回调等场景。

c++观察者模式与lambda表达式结合

观察者模式在C++中常用于实现对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会收到通知。传统实现通常需要定义接口、继承和虚函数调用，代码较为繁琐。结合C++11引入的lambda表达式，可以让观察者模式更灵活、简洁。

使用函数对象替代抽象接口

传统观察者模式依赖抽象基类，例如：

class Observer {
public:
    virtual void update() = 0;
};

这种方式要求具体观察者继承该类并实现方法，耦合度高。借助std::function和lambda，可以将回调抽象为可调用对象，无需继承。

示例：定义一个支持lambda注册的Subject

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#include 
#include 
#include 

class EventSource {
    std::vector> observers;

public:
    void attach(std::function callback) {
        observers.push_back(callback);
    }

    void notify() {
        for (auto& obs : observers)
            obs();
    }
};

这样就能直接用lambda注册响应逻辑：

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EventSource subject;
int value = 0;

subject.attach([&]() {
    value += 1;
    std::cout << "Lambda triggered, value: " << value << std::endl;
});

支持带参数的通知

实际场景中，通知常携带变化数据。可通过模板扩展回调签名：

template
class Signal {
    std::vector> callbacks;

public:
    void connect(std::function fn) {
        callbacks.push_back(fn);
    }

    void emit(Args... args) {
        for (auto& fn : callbacks)
            fn(args...);
    }
};

使用方式更贴近真实应用：

Signal dataChanged;

dataChanged.connect([](int id, const std::string& msg) {
    std::cout << "Item " << id << " updated: " << msg << std::endl;
});

dataChanged.emit(42, "status changed");

管理生命周期与避免悬空引用

lambda捕获外部变量时，若使用引用捕获 [&]，需确保被观察者或回调执行时捕获的对象仍有效。否则可能引发未定义行为。

建议做法：

在短期作用域内使用lambda时，确保事件源生命周期不超过捕获对象
长期绑定建议传递值捕获或shared_ptr管理资源
可扩展Signal类返回断开连接的句柄（如connection对象），便于动态管理订阅

基本上就这些。通过std::function配合lambda，C++中的观察者模式可以写得更加轻量且表达力强，尤其适合事件驱动、GUI回调、状态同步等场景。关键是处理好捕获语义和对象生命周期，避免隐式错误。

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