C++如何实现观察者模式_C++常用设计模式之Observer代码示例-C++-PHP中文网

C++如何实现观察者模式_C++常用设计模式之Observer代码示例

尼克

发布： 2025-11-23 21:07:28

原创

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观察者模式定义一对多依赖关系，当主题对象状态改变时，所有观察者自动更新；核心角色包括Subject（管理观察者列表并通知）和Observer（定义更新接口）；C++实现需定义抽象Observer类、具体Subject类及ConcreteObserver类；示例中Subject维护观察者集合，通过attach/detach添加或移除，状态变化时调用notify通知所有观察者；应用场景含事件系统、GUI通信等，需注意生命周期管理和避免循环引用；可结合std::function提升灵活性。

c++如何实现观察者模式_c++常用设计模式之observer代码示例

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象状态发生变化时，所有依赖于它的观察者都会得到通知并自动更新。

核心角色说明

Subject（被观察者）：维护观察者列表，提供注册、移除和通知观察者的方法。
Observer（观察者）：定义接收通知的接口，具体观察者实现该接口以响应状态变化。

基本实现步骤

在C++中实现观察者模式，通常包含以下几个部分：

定义抽象观察者类（Observer），包含纯虚函数 update()
定义被观察者类（Subject），管理观察者列表，并在状态变化时调用 notify()
具体观察者类继承 Observer，实现自己的 update() 逻辑

代码示例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

// 抽象观察者类
class Observer {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update(const std::string& message) = 0;
};

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

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(state);
        }
    }

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

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

// 具体观察者类
class ConcreteObserver : public Observer {
private:
    std::string name;

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

    void update(const std::string& message) override {
        std::cout << "Observer " << name
            << " received update: " << message << "\n";
    }
};

// 使用示例
int main() {
    Subject subject;
    ConcreteObserver observer1("A");
    ConcreteObserver observer2("B");

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

    subject.setState("State 1");
    // 输出：
    // Observer A received update: State 1
    // Observer B received update: State 1

    subject.detach(&observer2);
    subject.setState("State 2");
    // 只有 A 收到通知

    return 0;
}