C++中如何实现观察者模式_观察者模式代码示例与解析

穿越時空

发布时间：2025-08-01 11:42:01

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原创

观察者模式是一种行为型设计模式，其核心在于定义一种一对多的依赖关系，使多个观察者对象能同时监听某一主题对象，当主题状态变化时，所有观察者会收到通知并自动更新。实现该模式需包含四个核心组件：subject（维护观察者列表并通知其更新）、observer（定义更新接口）、concretesubject（管理具体状态并在变化时通知观察者）、concreteobserver（实现具体更新逻辑）。优点包括松耦合、可扩展性强、符合开闭原则；缺点涉及通知顺序不确定、可能产生循环依赖、性能受影响。常见应用场景有gui事件处理、mvc架构中模型与视图同步、消息队列、电子表格联动等。为避免循环依赖，可通过解耦设计、引入中间层、状态检查或限制更新次数等方式解决。

C++中如何实现观察者模式_观察者模式代码示例与解析

观察者模式是一种行为型设计模式，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。当主题对象的状态发生改变时，所有依赖它的观察者都会收到通知并自动更新。简单来说，就是“发布-订阅”模型。

解决方案

C++中实现观察者模式，通常需要以下几个核心组件：

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Subject (主题/被观察者)：维护一个观察者列表，提供添加、删除观察者的方法，并在状态改变时通知观察者。
Observer (观察者)：定义一个更新接口，当接收到主题的通知时，执行相应的更新操作。
ConcreteSubject (具体主题)：继承自Subject，实现具体的状态管理，并在状态改变时调用通知方法。
ConcreteObserver (具体观察者)：继承自Observer，实现具体的更新逻辑，响应主题的状态变化。

下面是一个简单的C++代码示例：

#include 
#include 

// Observer 接口
class Observer {
public:
    virtual void update(int state) = 0;
};

// Subject 类
class Subject {
private:
    std::vector observers;
    int state;

public:
    void attach(Observer* observer) {
        observers.push_back(observer);
    }

    void detach(Observer* observer) {
        //  找到并移除观察者
        for (size_t i = 0; i < observers.size(); ++i) {
            if (observers[i] == observer) {
                observers.erase(observers.begin() + i);
                return;
            }
        }
    }

    void setState(int state) {
        this->state = state;
        notifyAllObservers();
    }

    int getState() {
        return state;
    }

private:
    void notifyAllObservers() {
        for (Observer* observer : observers) {
            observer->update(state);
        }
    }
};

// ConcreteObserver 类
class ConcreteObserver : public Observer {
private:
    std::string name;
    Subject* subject;
    int observerState;

public:
    ConcreteObserver(std::string name, Subject* subject) : name(name), subject(subject) {}

    void update(int state) override {
        observerState = state;
        std::cout << "Observer " << name << ": State changed to " << observerState << std::endl;
    }
};

int main() {
    Subject* subject = new Subject();

    ConcreteObserver* observer1 = new ConcreteObserver("A", subject);
    ConcreteObserver* observer2 = new ConcreteObserver("B", subject);

    subject->attach(observer1);
    subject->attach(observer2);

    subject->setState(1);
    subject->setState(2);

    subject->detach(observer1); //  移除观察者1

    subject->setState(3);

    delete observer1;
    delete observer2;
    delete subject;

    return 0;
}

这个例子中，