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c++如何实现观察者模式_c++行为型设计模式Observer【实例】

冬婷君_2491

冬婷君_2491

发布时间:2026-01-08 15:23:02

|

846人浏览过

|

来源于php中文网

原创

C++观察者模式通过抽象Subject和Observer类解耦被观察者与观察者,Subject用vector管理Observer指针并通知,具体类如WeatherStation和DisplayPanel实现多态响应,支持动态注册/注销。

c++如何实现观察者模式_c++行为型设计模式observer【实例】

在 C++ 中实现观察者模式,核心是解耦“被观察者(Subject)”和“观察者(Observer)”,让 Subject 在状态变化时自动通知所有注册的 Observer,而无需知道它们的具体类型。

定义抽象 Observer 和 Subject

用纯虚函数建立契约,确保多态通知能力:

// Observer.h
class Observer {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update(const std::string& message) = 0;
};

// Subject.h
class Subject {
protected:
    std::vector observers_;
public:
    virtual ~Subject() = default;
    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(const std::string& msg) {
        for (auto* obs : observers_) {
            obs->update(msg);
        }
    }
};

实现具体类:天气站与多个观察者

模拟一个 WeatherStation 主动推送天气更新,多个 UI 组件响应:

// WeatherStation.h
class WeatherStation : public Subject {
private:
    std::string condition_;
public:
    void setCondition(const std::string& cond) {
        condition_ = cond;
        notify("Weather changed to: " + cond);
    }
};

// DisplayPanel.h
class DisplayPanel : public Observer {
private:
    std::string name_;
public:
    DisplayPanel(const std::string& n) : name_(n) {}
    void update(const std::string& msg) override {
        std::cout     }
};

// LogObserver.h
class LogObserver : public Observer {
public:
    void update(const std::string& msg) override {
        std::cout     }
};

使用示例:注册、触发、解耦

客户端只需组合对象,不依赖具体实现:

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

下载

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

// main.cpp
int main() {
    WeatherStation station;
    DisplayPanel panelA("Dashboard");
    DisplayPanel panelB("Mobile");
    LogObserver logger;

    station.attach(&panelA);
    station.attach(&panelB);
    station.attach(&logger);

    station.setCondition("Sunny");
    // 输出三行:两个 Panel + LOG

    station.detach(&panelB);
    station.setCondition("Rainy");
    // 此时只有 Panel A 和 LOG 收到通知

    return 0;
}

进阶建议(可选优化)

避免裸指针生命周期风险:改用 std::shared_ptr<observer></observer> + weak_ptr 管理;
支持泛型消息:把 update() 改为模板或使用 std::any/variant;
线程安全:在 attach/detach/notify 中加 std::mutex;
避免重复通知:Subject 可缓存状态,仅在真正变化时调用 notify。

基本上就这些。观察者模式在事件驱动、GUI、发布-订阅等场景中非常实用,C++ 实现关键是靠抽象接口+容器管理+虚函数分发,不复杂但容易忽略内存和线程细节。

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