c++如何实现观察者设计模式_c++观察者(Observer)模式实现示例

观察者模式通过Subject维护Observer列表，在状态变化时自动通知所有观察者更新；C++中可基于抽象类与指针实现，适用于事件驱动、GUI更新等场景。

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，用于在对象之间定义一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会自动收到通知并更新。C++ 中可以通过抽象类和指针机制来实现这一模式。

观察者模式的核心结构

观察者模式包含两个主要角色：

• Subject（被观察者）：维护一个观察者列表，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。

下面是一个简洁清晰的 C++ 实现示例。

1. 定义抽象观察者和被观察者

#include 
#include 
#include 
// 抽象观察者类
class Observer {
public:
virtual ~Observer() = default;
virtual void update() = 0;
};
// 被观察者基类
class Subject {
private:
std::vector observers;
public:
void attach(Observer* obs) {
observers.push_back(obs);
}
void detach(Observer* obs) {
    observers.erase(
        std::remove(observers.begin(), observers.end(), obs),
        observers.end()
    );
}

void notify() {
    for (auto* obs : observers) {
        obs-youjiankuohaophpcnupdate();
    }
}
};

							

								
								

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2. 实现具体观察者和被观察者
我们创建一个具体的被观察者 TemperatureSensor，当温度变化时通知所有观察者；观察者可以是显示器或日志系统。
class TemperatureSensor : public Subject {
private:
    double temperature;
public:
void setTemperature(double temp) {
temperature = temp;
std::cout << "Temperature changed to " << temperature << "°C\n";
notify(); // 通知所有观察者
}
double getTemperature() const {
    return temperature;
}
};
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class Display : public Observer {
private:
TemperatureSensor* sensor;
public:
explicit Display(TemperatureSensor* s) : sensor(s) {
sensor->attach(this);
}
~Display() override {
    sensor-youjiankuohaophpcndetach(this);
}

void update() override {
    std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Display: Current temperature is " 
              zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn sensor-youjiankuohaophpcngetTemperature() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "°C\n";
}
};
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class Logger : public Observer {
private:
TemperatureSensor* sensor;
public:
explicit Logger(TemperatureSensor* s) : sensor(s) {
sensor->attach(this);
}
~Logger() override {
    sensor-youjiankuohaophpcndetach(this);
}

void update() override {
    std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Logger: Recorded temperature " 
              zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn sensor-youjiankuohaophpcngetTemperature() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "°C\n";
}
};
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3. 使用示例
主函数中演示如何使用观察者模式：
int main() {
    TemperatureSensor sensor;
    Display display(&sensor);
    Logger logger(&sensor);
sensor.setTemperature(25.5);
sensor.setTemperature(27.0);

return 0;
}
输出结果：

Temperature changed to 25.5°C

Display: Current temperature is 25.5°C

Logger: Recorded temperature 25.5°C

Temperature changed to 27.0°C

Display: Current temperature is 27.0°C

Logger: Recorded temperature 27.0°C
从上面可以看出，一旦传感器温度变化，所有注册的观察者都会自动收到通知并更新自身状态。
注意事项与优化建议

使用智能指针（如 shared_ptr/weak_ptr）可避免裸指针带来的内存管理问题，特别是在观察者生命周期不确定时。
若观察者可能在通知过程中被销毁，应使用 weak_ptr 或在 detach 时小心处理迭代器失效。
可扩展 update 接口，传入具体变更数据，减少对 Subject 的依赖。
线程安全：若在多线程环境中使用，notify 和 observer 列表操作需加锁。

基本上就这些。这个模式非常适合事件驱动系统、GUI 组件更新、消息订阅等场景，结构清晰且易于扩展。