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c++如何實(shí)現(xiàn)觀察者模式_c++ 觀察者模式實(shí)現(xiàn)方法

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發(fā)布： 2025-10-16 21:22:01

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觀察者模式通過(guò)定義一對(duì)多依賴關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)象間自動(dòng)通知。首先創(chuàng)建抽象基類Observer，包含純虛函數(shù)update()；接著實(shí)現(xiàn)Subject類維護(hù)Observer指針容器，提供attach、detach和notify方法，在狀態(tài)改變時(shí)調(diào)用notify遍歷通知所有觀察者；然后設(shè)計(jì)ConcreteObserver類重寫update邏輯，可引用Subject獲取最新?tīng)顟B(tài)；最后在main函數(shù)中注冊(cè)觀察者并修改狀態(tài)觸發(fā)通知，輸出顯示各觀察者按序接收更新信息。該實(shí)現(xiàn)需注意指針生命周期管理，推薦使用std::weak_ptr與std::shared_ptr增強(qiáng)安全性。

c++如何實(shí)現(xiàn)觀察者模式_c++ 觀察者模式實(shí)現(xiàn)方法

觀察者模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，用于在對(duì)象之間定義一對(duì)多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有依賴它的對(duì)象都會(huì)自動(dòng)收到通知。在 C++ 中，可以通過(guò)抽象基類、指針和容器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一模式。

1. 定義觀察者接口（Observer）

觀察者需要有一個(gè)統(tǒng)一的更新接口，以便被通知狀態(tài)變化。

創(chuàng)建一個(gè)抽象基類 Observer，包含純虛函數(shù) update()。
每個(gè)具體觀察者類繼承該接口，并實(shí)現(xiàn)自己的 update 行為。

示例代碼：

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

登錄后復(fù)制

2. 定義被觀察者（Subject）

被觀察者負(fù)責(zé)維護(hù)觀察者列表，并在狀態(tài)改變時(shí)通知它們。

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使用 std::vector<Observer*> 存儲(chǔ)觀察者指針。
提供添加、刪除和通知觀察者的方法。
狀態(tài)變更后調(diào)用 notify() 遍歷所有觀察者并觸發(fā) update。

示例代碼：

class Subject {
private:
    std::vector<Observer*> observers;
    int state;
<p>public:
void attach(Observer* obs) {
observers.push_back(obs);
}</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">void detach(Observer* obs) {
    observers.erase(
        std::remove(observers.begin(), observers.end(), obs),
        observers.end()
    );
}

void notify() {
    for (auto* obs : observers) {
        obs->update();
    }
}

void setState(int s) {
    state = s;
    notify(); // 狀態(tài)改變，通知所有觀察者
}

int getState() const {
    return state;
}

登錄后復(fù)制

};

3. 實(shí)現(xiàn)具體觀察者

具體觀察者根據(jù) subject 的狀態(tài)做出響應(yīng)。

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每個(gè)觀察者可以持有對(duì) subject 的引用（可選），以便獲取最新?tīng)顟B(tài)。
在 update() 中實(shí)現(xiàn)具體邏輯，如打印信息或更新自身狀態(tài)。

示例代碼：

class ConcreteObserver : public Observer {
private:
    int id;
    Subject& subject;
<p>public:
ConcreteObserver(int id, Subject& s) : id(id), subject(s) {}</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">void update() override {
    std::cout << "Observer " << id 
              << ": received update, new state = " 
              << subject.getState() << "\n";
}

登錄后復(fù)制

};

4. 使用示例

將觀察者注冊(cè)到 subject，修改狀態(tài)即可自動(dòng)通知。

int main() {
    Subject subject;
<pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">ConcreteObserver o1(1, subject);
ConcreteObserver o2(2, subject);

subject.attach(&o1);
subject.attach(&o2);

subject.setState(10);  // 兩個(gè)觀察者都被通知
subject.setState(20);  // 再次通知

subject.detach(&o1);   // 移除觀察者1
subject.setState(30);  // 只有 o2 收到通知

return 0;

登錄后復(fù)制

}

輸出結(jié)果：

Observer 1: received update, new state = 10
Observer 2: received update, new state = 10
Observer 1: received update, new state = 20
Observer 2: received update, new state = 20
Observer 2: received update, new state = 30

登錄后復(fù)制

基本上就這些。這個(gè)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，適用于大多數(shù)場(chǎng)景。注意管理好指針生命周期，避免懸空引用。如果需要更安全的機(jī)制，可以用 std::weak_ptr 配合 std::shared_ptr 來(lái)管理觀察者。不復(fù)雜但容易忽略細(xì)節(jié)。

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