c++怎么实现观察者模式_c++中观察者模式的设计与实现示例

观察者模式通过Subject维护Observer列表实现一对多依赖，当状态变化时自动通知所有观察者；示例中Subject用vector存储Observer指针，调用notify()触发update()方法；运行结果表明添加的观察者能收到状态更新，移除后不再接收；改进可使用智能指针避免内存问题，增加线程安全和泛型支持。

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自动收到通知。在C++中，可以通过抽象基类和指针或引用管理观察者来实现这一模式。

观察者模式的核心角色

观察者模式通常包含两个主要角色：

• 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。

基本实现步骤

下面是一个简单的C++示例，展示如何实现观察者模式。

// Observer.h

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#ifndef OBSERVER_H
#define OBSERVER_H

#include <string>

class Subject;

class Observer {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update(const std::string& message) = 0;
};

#endif // OBSERVER_H

// Subject.h

#ifndef SUBJECT_H
#define SUBJECT_H

#include <vector>
#include <string>

class Observer;

class Subject {
private:
    std::vector<Observer*> observers;
    std::string state;

public:
    void attach(Observer* observer);
    void detach(Observer* observer);
    void notify();
    void setState(const std::string& s);
    std::string getState() const;
};

#endif // SUBJECT_H

// Subject.cpp

#include "Subject.h"
#include "Observer.h"

void Subject::attach(Observer* observer) {
    observers.push_back(observer);
}

void Subject::detach(Observer* observer) {
    auto it = std::find(observers.begin(), observers.end(), observer);
    if (it != observers.end()) {
        observers.erase(it);
    }
}

void Subject::notify() {
    for (auto* obs : observers) {
        obs->update(state);
    }
}

void Subject::setState(const std::string& s) {
    state = s;
    notify();
}

std::string Subject::getState() const {
    return state;
}

// ConcreteObserver.h

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#ifndef CONCRETEOBSERVER_H
#define CONCRETEOBSERVER_H

#include "Observer.h"
#include <string>

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

public:
    ConcreteObserver(const std::string& n);
    void update(const std::string& message) override;
};

#endif // CONCRETEOBSERVER_H

// ConcreteObserver.cpp

#include "ConcreteObserver.h"
#include <iostream>

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

void ConcreteObserver::update(const std::string& message) {
    std::cout << name << " 收到通知: " << message << "\n";
}

// main.cpp

#include "Subject.h"
#include "ConcreteObserver.h"

int main() {
    Subject subject;
    ConcreteObserver observer1("观察者1");
    ConcreteObserver observer2("观察者2");

    subject.attach(&observer1);
    subject.attach(&observer2);

    subject.setState("状态已更新！");

    subject.detach(&observer1);

    subject.setState("第二次更新");

    return 0;
}

运行结果说明

程序输出如下：

观察者1 收到通知: 状态已更新！
观察者2 收到通知: 状态已更新！
观察者2 收到通知: 第二次更新

第一次设置状态时，两个观察者都收到通知；移除observer1后，只有observer2收到后续通知。

注意事项与改进方向

当前实现使用裸指针管理观察者，存在潜在的内存安全问题。在实际项目中可以考虑以下改进：

• 使用std::weak_ptr配合std::shared_ptr避免悬挂指针。
• Subject可增加线程安全机制，适用于多线程环境。
• 通过模板实现泛型观察者，提高复用性。

基本上就这些。这个模式特别适合事件处理系统、GUI组件通信或数据模型与视图同步等场景。

以上就是c++++怎么实现观察者模式_c++中观察者模式的设计与实现示例的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！