c++如何实现观察者设计模式_c++设计模式之观察者模式实现方法

尼克 2025-12-13 00:00:00 次阅读

观察者模式通过抽象基类定义更新接口，被观察者维护观察者列表并通知其状态变化。使用指针管理依赖关系时需注意生命周期，避免悬空指针，推荐结合智能指针提升安全性。

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。

定义观察者接口

观察者角色通常由一个抽象基类表示，其中包含一个更新函数，所有具体观察者都需要实现该函数。

定义一个纯虚函数 update()，供被观察者调用以通知状态变化
观察者可以是任意数量的具体类，只需继承该接口即可

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

定义被观察者（主题）类

被观察者负责维护观察者列表，并在状态变化时通知它们。

使用容器（如 std::vector）存储观察者指针
提供添加、删除和通知观察者的方法
注意避免空指针或悬空指针问题

#include 
#include 

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->update();
        }
    }
};

实现具体观察者

具体观察者实现自己的响应逻辑，比如打印信息或更新自身状态。

继承 Observer 类并重写 update()
可以在构造时注册到某个被观察者

class ConcreteObserver : public Observer {
private:
    int observerId;

public:
    ConcreteObserver(int id) : observerId(id) {}

    void update() override {
        std::cout << "Observer " << observerId << " received update!\n";
    }
};

完整示例与使用

将上述部分组合，演示如何注册多个观察者并触发通知。

#include 

int main() {
    Subject subject;
    ConcreteObserver obs1(1);
    ConcreteObserver obs2(2);

    subject.attach(&obs1);
    subject.attach(&obs2);

    subject.notify();  // 输出两条消息

    subject.detach(&obs1);
    subject.notify();  // 只有 obs2 收到通知

    return 0;
}