c++怎么实现一个观察者设计模式_c++观察者模式实现思路与示例-C++-PHP中文网

c++怎么实现一个观察者设计模式_c++观察者模式实现思路与示例

冰火之心

发布： 2025-10-26 18:41:01

原创

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观察者模式通过Subject和Observer实现一对多依赖，当Subject状态改变时，所有Observer自动更新。使用std::weak_ptr管理观察者列表可避免内存问题，支持动态增删，适合松耦合场景。

c++怎么实现一个观察者设计模式_c++观察者模式实现思路与示例

观察者模式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收到通知并自动更新。在C++中，可以通过抽象基类和指针（或智能指针）来实现这种松耦合的通信机制。

观察者模式的核心角色

该模式包含两个主要角色：

Subject（被观察者）：维护一个观察者列表，提供添加、删除和通知观察者的方法。
Observer（观察者）：定义一个更新接口，被观察者状态变化时调用该接口。

实现思路

使用纯虚函数定义观察者的接口，被观察者通过容器保存观察者的指针，并在状态变化时遍历调用它们的更新方法。为避免内存问题，推荐使用智能指针管理生命周期。

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观察者接口提供update()方法。
被观察者提供attach()、detach()和notify()方法。
被观察者状态变更后主动调用notify()。
可结合std::vector和std::shared_ptr管理观察者列表。

代码示例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

// 观察者接口
class Observer {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update() = 0;
};

// 被观察者类
class Subject {
private:
    std::vector<std::weak_ptr<Observer>> observers;
    int state;

public:
    void setState(int s) {
        state = s;
        notify();
    }

    int getState() const { return state; }

    void attach(std::shared_ptr<Observer> obs) {
        observers.push_back(obs);
    }

    void notify() {
        for (auto it = observers.begin(); it != observers.end();) {
            if (auto obs = it->lock()) {
                obs->update();
                ++it;
            } else {
                it = observers.erase(it);
            }
        }
    }
};

// 具体观察者A
class ConcreteObserverA : public Observer {
public:
    void update() override {
        std::cout << "Observer A: Subject state changed.\n";
    }
};

// 具体观察者B
class ConcreteObserverB : public Observer {
public:
    void update() override {
        std::cout << "Observer B: Reacting to subject change.\n";
    }
};

// 使用示例
int main() {
    auto subject = std::make_shared<Subject>();
    auto obsA = std::make_shared<ConcreteObserverA>();
    auto obsB = std::make_shared<ConcreteObserverB>();

    subject->attach(obsA);
    subject->attach(obsB);

    subject->setState(1); // 触发通知

    return 0;
}