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。
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 <vector> #include <algorithm> class Subject { private: std::vector<Observer*> 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。
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- 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 <iostream> 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; }
基本上就这些。通过抽象接口和动态绑定,C++能很好地支持观察者模式。关键是管理好生命周期,避免野指针。如果需要更安全的管理,可以用 std::weak_ptr 配合 std::shared_ptr 实现自动清理。