c++如何实现一个通用的观察者模式 _c++观察者模式实现方法

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发布时间：2025-10-15 17:47:01

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答案：通过模板和std::function实现通用观察者模式，使用Signal模板类管理回调函数，支持多种事件类型和任意可调用对象，实现解耦和灵活注册与通知机制。

c++如何实现一个通用的观察者模式 _c++观察者模式实现方法

在C++中实现一个通用的观察者模式，关键是解耦观察者和被观察对象，同时支持多种事件类型和回调方式。可以通过模板和函数对象（如std::function）来实现灵活性和复用性。

基本结构设计

观察者模式包含两个核心角色：Subject（被观察者）和Observer（观察者）。为了通用性，我们不使用传统的虚函数接口，而是用回调机制。

核心思路：

Subject维护一组回调函数列表
Observer通过注册函数向Subject注册回调
当状态变化时，Subject通知所有注册的回调

使用模板和std::function实现通用Subject

下面是一个可复用的通用Subject模板：

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#include 
#include 
#include 

template 
class Signal {
private:
    using Callback = std::function;
    std::vector observers;

public:
    // 注册观察者
    void connect(Callback callback) {
        observers.push_back(std::move(callback));
    }

    // 发送通知
    void notify(Args... args) {
        for (auto& cb : observers) {
            cb(args...);
        }
    }

    // 移除所有观察者（可选）
    void disconnect_all() {
        observers.clear();
    }
};

实际使用示例

假设我们要监控温度变化：

#include 

int main() {
    Signal temperature_changed;

    // 观察者1：打印日志
    temperature_changed.connect([](double temp) {
        std::cout << "Log: Temperature is now " << temp << "°C\n";
    });

    // 观察者2：触发警报
    temperature_changed.connect([](double temp) {
        if (temp > 100) {
            std::cout << "Alert: High temperature detected!\n";
        }
    });

    // 模拟温度变化
    temperature_changed.notify(25.5);  // 正常输出
    temperature_changed.notify(105.0); // 触发警报

    return 0;
}

进阶改进：支持断开连接

上面的实现无法单独移除某个观察者。可以返回一个“连接句柄”用于取消订阅：

一种简单方法是返回一个lambda，调用它即从列表中删除对应回调。更复杂但高效的方式是使用连接管理器或信号槽库（如Boost.Signals2）的思想。

基本上就这些。这个通用实现轻量、灵活，适用于大多数场景，不依赖继承，支持任意可调用对象（函数指针、lambda、bind结果等），能处理多种参数类型。

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