c++如何实现观察者设计模式_c++行为型设计模式实战

观察者模式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一个主题对象，当主题状态改变时自动通知所有观察者进行更新；其核心角色包括Subject（维护观察者列表并负责注册、移除和通知）和Observer（定义更新接口），通过C++示例展示了具体实现结构，包含ConcreteSubject和ConcreteObserver类，并演示了消息广播与解注册行为；实际应用中建议结合智能指针避免内存问题，使用std::function提升灵活性，注意线程安全与生命周期管理，适用于GUI事件、消息总线等解耦场景。

观察者模式是一种常用的行为型设计模式，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，会通知所有观察者，使它们自动更新。

核心角色说明

在观察者模式中有两个主要角色：

• Subject（被观察者）：维护观察者列表，提供注册、移除和通知接口。
• Observer（观察者）：定义接收更新通知的接口，具体观察者实现该接口。

基础实现结构

下面是一个使用C++实现观察者模式的简单示例：

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#include 
#include 
#include 
// 观察者接口
class Observer {
public:
virtual ~Observer() = default;
virtual void update(const std::string& message) = 0;
};
// 被观察者接口
class Subject {
public:
virtual ~Subject() = default;
virtual void attach(Observer observer) = 0;
virtual void detach(Observer observer) = 0;
virtual void notify() = 0;
virtual void setMessage(const std::string& message) = 0;
virtual std::string getMessage() const = 0;
};
// 具体被观察者
class ConcreteSubject : public Subject {
private:
std::vector observers;
std::string message;
public:
void attach(Observer* observer) override {
observers.push_back(observer);
}
void detach(Observer* observer) override {
    observers.erase(
        std::remove(observers.begin(), observers.end(), observer),
        observers.end()
    );
}

void notify() override {
    for (auto* obs : observers) {
        obs-youjiankuohaophpcnupdate(message);
    }
}

void setMessage(const std::string& msg) override {
    message = msg;
    notify();
}

std::string getMessage() const override {
    return message;
}
};

							

								
								

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// 具体观察者
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 zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Observer " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn name 
              zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " received update: " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn message zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n";
}
};
使用示例
测试代码展示如何注册观察者并触发通知：

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int main() {
    ConcreteSubject subject;
ConcreteObserver observer1("A");
ConcreteObserver observer2("B");

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

subject.setMessage("Hello Observers!");

// 输出：
// Observer A received update: Hello Observers!
// Observer B received update: Hello Observers!

subject.detach(&observer2);
subject.setMessage("Only A should see this.");

// 只有 A 收到消息
return 0;
}
实际应用场景建议
在真实项目中，可以结合智能指针和回调机制增强安全性与灵活性：

使用 std::shared_ptr 避免悬空指针问题。
通过 std::function 实现函数式观察者，简化回调逻辑。
在线程安全场景下，对观察者列表的操作应加锁保护。

基本上就这些。观察者模式适合解耦事件源与响应逻辑，广泛用于GUI事件系统、消息总线或状态同步等场景。关键是管理好生命周期，避免野指针或重复通知。不复杂但容易忽略细节。