观察者模式通过Subject通知Observer实现对象间解耦，适用于事件处理与GUI更新。示例中Subject维护Observer列表并通知其更新，现代C++可用std::function与智能指针优化，提升灵活性与安全性，需注意生命周期管理与迭代器失效问题。

在C++中实现观察者模式，核心是定义一个被观察对象（Subject）和多个观察者（Observer），当被观察对象的状态发生变化时，自动通知所有注册的观察者。这种设计解耦了对象之间的依赖关系，广泛应用于事件处理系统、GUI组件更新等场景。

观察者模式的基本结构

观察者模式包含两个主要角色：

• Subject（主题）：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。

Subject变化时调用notify()方法，遍历所有观察者并调用其update()函数。

简单的C++实现示例

下面是一个基于抽象基类的典型实现：

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// Observer.h class Observer { public: virtual ~Observer() = default; virtual void update() = 0; };

// Subject.h

include <vector>

include <algorithm>

class Observer;

class Subject { private: std::vector<Observer*> 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->update();
    }
}

};

// 具体使用示例

include <iostream>

class ConcreteObserver : public Observer { private: std::string name;

public: ConcreteObserver(const std::string& n) : name(n) {}

void update() override {
    std::cout << name << " 收到更新通知！\n";
}

};

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int main() { Subject subject; ConcreteObserver ob1("观察者A"); ConcreteObserver ob2("观察者B");

subject.attach(&ob1);
subject.attach(&ob2);

subject.notify();  // 输出两条消息

subject.detach(&ob1);
subject.notify();  // 只有观察者B收到通知

return 0;

}

使用现代C++特性优化

可以借助智能指针和std::function提升安全性和灵活性：

#include <memory>

include <functional>

include <set>

class EventSource { private: std::set<std::function<void()>> listeners;

public: void on(std::function<void()> fn) { listeners.insert(fn); }

void trigger() {
    for (const auto& fn : listeners) {
        fn();
    }
}

};

int main() { EventSource event;

event.on([](){ std::cout << "响应事件1\n"; });
event.on([](){ std::cout << "响应事件2\n"; });

event.trigger();  // 触发所有回调

return 0;

}

这种方式更灵活，适合轻量级通知机制，比如UI事件或状态变更广播。

注意事项与适用场景

实现观察者模式时需要注意几点：

• 避免观察者生命周期短于Subject导致的悬空指针，建议使用weak_ptr管理引用。
• 通知过程中若允许修改观察者列表，需小心迭代器失效问题。
• 适用于一对多依赖关系，且变化需要广播的场景。

基本上就这些。观察者模式的关键在于解耦和可扩展性，合理使用能让代码更清晰易维护。不复杂但容易忽略细节。

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