观察者模式通过定义一对多依赖关系实现对象间自动通知。首先创建抽象基类Observer，包含纯虚函数update()；接着实现Subject类维护Observer指针容器，提供attach、detach和notify方法，在状态改变时调用notify遍历通知所有观察者；然后设计ConcreteObserver类重写update逻辑，可引用Subject获取最新状态；最后在main函数中注册观察者并修改状态触发通知，输出显示各观察者按序接收更新信息。该实现需注意指针生命周期管理，推荐使用std::weak_ptr与std::shared_ptr增强安全性。
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变化时，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、指针和容器来实现这一模式。
1. 定义观察者接口（Observer）
观察者需要有一个统一的更新接口，以便被通知状态变化。
- 创建一个抽象基类 Observer，包含纯虚函数 update()。
- 每个具体观察者类继承该接口，并实现自己的 update 行为。
示例代码：
class Observer {
public:
virtual ~Observer() = default;
virtual void update() = 0;
};2. 定义被观察者（Subject）
被观察者负责维护观察者列表，并在状态改变时通知它们。
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- 使用 std::vector
存储观察者指针。 - 提供添加、删除和通知观察者的方法。
- 状态变更后调用 notify() 遍历所有观察者并触发 update。
示例代码：
class Subject {
private:
std::vector observers;
int state;
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();
}
}
void setState(int s) {
state = s;
notify(); // 状态改变，通知所有观察者
}
int getState() const {
return state;
}};
3. 实现具体观察者
具体观察者根据 subject 的状态做出响应。
- 每个观察者可以持有对 subject 的引用（可选），以便获取最新状态。
- 在 update() 中实现具体逻辑，如打印信息或更新自身状态。
示例代码：
class ConcreteObserver : public Observer {
private:
int id;
Subject& subject;
public:
ConcreteObserver(int id, Subject& s) : id(id), subject(s) {}
void update() override {
std::cout << "Observer " << id
<< ": received update, new state = "
<< subject.getState() << "\n";
}};
4. 使用示例
将观察者注册到 subject，修改状态即可自动通知。
int main() {
Subject subject;
ConcreteObserver o1(1, subject);
ConcreteObserver o2(2, subject);
subject.attach(&o1);
subject.attach(&o2);
subject.setState(10); // 两个观察者都被通知
subject.setState(20); // 再次通知
subject.detach(&o1); // 移除观察者1
subject.setState(30); // 只有 o2 收到通知
return 0;
}
输出结果：
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
基本上就这些。这个实现简单清晰，适用于大多数场景。注意管理好指针生命周期，避免悬空引用。如果需要更安全的机制，可以用 std::weak_ptr 配合 std::shared_ptr 来管理观察者。不复杂但容易忽略细节。
