C++如何实现观察者设计模式_C++中实现对象间发布-订阅的经典模式

观察者模式通过定义一对多依赖实现对象间松耦合通信，当被观察者状态变化时自动通知所有观察者。示例中TemperatureSensor作为Subject维护Observer列表并触发notify，Display和Logger作为具体观察者重写update响应温度变化，主函数注册监听并模拟数据更新，验证了事件广播机制的正确性与动态解绑功能。

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，所有依赖于它的对象都会自动收到通知。这种模式广泛应用于事件处理系统、GUI组件、消息订阅机制等场景。在C++中，可以通过抽象基类与指针（或智能指针）结合的方式优雅地实现发布-订阅机制。

定义观察者与被观察者接口

为了实现松耦合，首先需要定义两个核心角色：观察者（Observer）和被观察者（Subject）。观察者通过继承统一接口，实现更新方法；被观察者维护观察者列表，并在状态变化时通知它们。

示例代码：

Observer.h

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class Subject;
class Observer {
public:
virtual ~Observer() = default;
virtual void update() = 0;  // 当被观察者状态改变时调用
};

Subject.h

#include 
#include 
#include "Observer.h"
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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实现具体观察者与被观察者
接下来创建具体的被观察者类（如TemperatureSensor）和多个具体观察者（如Display、Logger），它们根据通知执行各自逻辑。
示例代码：
TemperatureSensor.h
#include "Subject.h"
class TemperatureSensor : public Subject {
private:
double temperature;
public:
void setTemperature(double temp) {
temperature = temp;
notify();  // 状态改变，通知所有观察者
}
double getTemperature() const {
    return temperature;
}
};
Display.h
#include "Observer.h"
#include "TemperatureSensor.h"
#include 
class Display : public Observer {
private:
TemperatureSensor* sensor;
public:
explicit Display(TemperatureSensor* s) : sensor(s) {}
void update() override {
    std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Display: Current temperature is " 
              zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn sensor-youjiankuohaophpcngetTemperature() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "°C\n";
}
};
Logger.h
#include "Observer.h"
#include "TemperatureSensor.h"
#include 
class Logger : public Observer {
private:
TemperatureSensor* sensor;
public:
explicit Logger(TemperatureSensor* s) : sensor(s) {}
void update() override {
    std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Log: Temperature updated to " 
              zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn sensor-youjiankuohaophpcngetTemperature() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "°C at " 
              zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn /* 模拟时间戳 */ "12:00:00" zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n";
}
};
使用示例与注意事项
在主程序中注册观察者，模拟数据变化，验证通知机制是否正常工作。
main.cpp
#include "TemperatureSensor.h"
#include "Display.h"
#include "Logger.h"
int main() {
TemperatureSensor sensor;
Display display(&sensor);
Logger logger(&sensor);
sensor.attach(&display);
sensor.attach(&logger);

sensor.setTemperature(25.5);  // 触发通知
sensor.setTemperature(27.0);  // 再次通知

sensor.detach(&display);      // 移除某个观察者
sensor.setTemperature(29.5);  // 只有Logger收到通知

return 0;
}
输出结果：
Display: Current temperature is 25.5°C
Log: Temperature updated to 25.5°C at 12:00:00
Display: Current temperature is 27.0°C
Log: Temperature updated to 27.0°C at 12:00:00
Log: Temperature updated to 29.5°C at 12:00:00
注意点：

被观察者持有观察者的原始指针，需确保观察者生命周期长于被观察者，避免悬空指针。
可改用 std::weak_ptr 配合 std::shared_ptr 管理生命周期，更安全。
notify() 过程中若允许动态增删观察者，应考虑线程安全或使用副本遍历。
update() 接口可根据需求扩展参数，例如传递具体变化的数据，而非强制查询。

基本上就这些。这个模式在C++中虽无语言级支持，但通过面向对象设计能清晰表达发布-订阅逻辑，适合中小型系统解耦。