c++如何实现观察者模式_c++行为型设计模式Observer【实例】_技术教程

C++观察者模式通过抽象Subject和Observer类解耦被观察者与观察者，Subject用vector管理Observer指针并通知，具体类如WeatherStation和DisplayPanel实现多态响应，支持动态注册/注销。

在 C++ 中实现观察者模式，核心是解耦“被观察者（Subject）”和“观察者（Observer）”，让 Subject 在状态变化时自动通知所有注册的 Observer，而无需知道它们的具体类型。

定义抽象 Observer 和 Subject

用纯虚函数建立契约，确保多态通知能力：

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

// Subject.h
class Subject {
protected:
    std::vector observers_;
public:
    virtual ~Subject() = default;
    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(const std::string& msg) {
        for (auto* obs : observers_) {
            obs->update(msg);
        }
    }
};

实现具体类：天气站与多个观察者

模拟一个 WeatherStation 主动推送天气更新，多个 UI 组件响应：

// WeatherStation.h
class WeatherStation : public Subject {
private:
    std::string condition_;
public:
    void setCondition(const std::string& cond) {
        condition_ = cond;
        notify("Weather changed to: " + cond);
    }
};

// DisplayPanel.h
class DisplayPanel : public Observer {
private:
    std::string name_;
public:
    DisplayPanel(const std::string& n) : name_(n) {}
    void update(const std::string& msg) override {
        std::cout     }
};

// LogObserver.h
class LogObserver : public Observer {
public:
    void update(const std::string& msg) override {
        std::cout     }
};

使用示例：注册、触发、解耦

客户端只需组合对象，不依赖具体实现：

// main.cpp
int main() {
    WeatherStation station;
    DisplayPanel panelA("Dashboard");
    DisplayPanel panelB("Mobile");
    LogObserver logger;

    station.attach(&panelA);
    station.attach(&panelB);
    station.attach(&logger);

    station.setCondition("Sunny");
    // 输出三行：两个 Panel + LOG

    station.detach(&panelB);
    station.setCondition("Rainy");
    // 此时只有 Panel A 和 LOG 收到通知

    return 0;
}

进阶建议（可选优化）

避免裸指针生命周期风险：改用 std::shared_ptr + weak_ptr 管理；
支持泛型消息：把 update() 改为模板或使用 std::any/variant；
线程安全：在 attach/detach/notify 中加 std::mutex；
避免重复通知：Subject 可缓存状态，仅在真正变化时调用 notify。