讲师中心 微信公众号

工具推荐

视频效率加速
Laper
Laper

剧本策划到成片协作

updream

一键生成高质量推广成片

Seko
Seko

AI短剧一键生成成片

立刻MV
立刻MV

低成本歌曲 MV、视频生成

如何在C++中通过智能指针实现观察者模式?(设计模式)

落涛姑娘_2137

落涛姑娘_2137

发布时间:2026-03-11 12:03:31

|

189人浏览过

|

来源于php中文网

原创

应使用std::weak_ptr存储观察者以避免循环引用和悬空指针:Subject用vector持有观察者,通知前调用lock()获取shared_ptr,为空则清理;观察者不得强持有Subject,禁用observer_ptr因其无生命周期管理能力。

如何在c++中通过智能指针实现观察者模式?(设计模式)

用 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr 管理观察者生命周期

观察者模式最常崩在对象提前销毁导致的悬空指针上。C++ 里不能靠裸指针或 std::unique_ptr 实现安全的“被观察者持有观察者”,因为会引发循环引用或强制要求观察者活得比被观察者久。std::shared_ptr 负责观察者自身的生命周期管理,而被观察者必须只用 std::weak_ptr 持有它——这样既可临时访问,又不会延长其寿命。

  • 被观察者(Subject)的观察者容器应为 std::vector<:weak_ptr>></:weak_ptr>,不是 shared_ptr 或裸指针
  • 每次通知前,必须调用 lock():若返回空 shared_ptr,说明观察者已析构,直接跳过
  • 观察者自身通常用 std::shared_ptr 创建(例如 std::make_shared<myobserver>()</myobserver>),确保能被外部和被观察者共同持有

避免 std::shared_ptr 循环引用:被观察者不能被观察者反向强持有

如果观察者内部保存了被观察者的 std::shared_ptr(比如为了调用 remove_observer()),就会形成循环引用:Subject → weak_ptr → Observer → shared_ptr → Subject,两者永远无法析构。

  • 解决方法是观察者改用 std::weak_ptr<subject></subject> 存储被观察者引用
  • 需要操作 Subject 时,先 lock() 获取临时 shared_ptr,检查是否仍有效再调用
  • 或者彻底剥离“观察者主动注销”的需求,改由 Subject 在通知前自动清理失效项(更简单、更常用)

通知时遍历 std::vector<:weak_ptr>></:weak_ptr> 的典型写法

很多人直接对 weak_ptr 调用 get() 或强制转换,结果触发未定义行为。正确路径只有一条:先 lock(),判空,再用。

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
void Subject::notify() {
    // 注意:遍历时不能边删边遍历,先收集待删索引或用 erase-remove 惯用法
    for (auto it = observers_.begin(); it != observers_.end();) {
        auto obs = it->lock();
        if (obs) {
            obs->on_update(data_);
            ++it;
        } else {
            it = observers_.erase(it); // 自动清理已销毁的观察者
        }
    }
}

为什么不用 std::observer_ptr?

std::observer_ptr 是 C++17 引入的非拥有型指针包装器,但它不解决生命周期问题——它不阻止底层对象销毁,也不提供 lock() 这类安全访问机制。它适合“我保证这个指针一直有效”的场景,比如函数参数传递;但观察者模式恰恰无法做这种保证。

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

  • 用 observer_ptr 替代 weak_ptr 会导致通知时可能解引用已析构对象,崩溃概率极高
  • 它的语义是“只读观察”,不包含任何生存期协调能力,和模式本质冲突
  • 目前没有标准库容器能配合 observer_ptr 自动剔除失效项
被观察者里那个 std::vector<:weak_ptr>></:weak_ptr> 的清理时机和方式,很容易被当成“事后清理”随便处理——其实它得在每次通知前做,否则残留的空 weak_ptr 会越积越多,影响性能也掩盖逻辑问题。

热门AI工具

更多
DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

Atoms
Atoms Hot

Atoms是一款AI智能体工具,第一支自动构建真实业务的 AI 团队。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

UP简历
UP简历 Hot

一款AI办公效率工具,主要用于基于AI技术的免费在线简历制作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

PixPix
PixPix Hot

PixPix是一款面向电商视觉生产的AI商品图生成工具。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

讯飞智作

讯飞智作是一款AI视频创作工具,AI文本配音工具,数字人课程、营销视频制作。

PixTV
PixTV Hot

PixTV是一款面向AIGC内容创作的AI视频生成工具。

立刻MV
立刻MV Hot

立刻MV是一款AI文本写作工具,AI 音乐视频(MV)创作工具。

相关专题

更多
C++ 智能指针与现代内存管理
C++ 智能指针与现代内存管理

深入讲解 C++ 现代内存管理的核心工具——智能指针,涵盖 unique_ptr 独占所有权语义、shared_ptr 引用计数机制与循环引用问题、weak_ptr 弱引用的应用场景、make_unique/make_shared 工厂函数的性能优势、自定义删除器的编写、RAII 资源管理思想的实践,以及从裸指针迁移到智能指针的重构策略,帮助开发者编写安全无泄漏的现代 C++ 代码。

399

2026.04.23

空指针异常处理
空指针异常处理

本专题整合了空指针异常解决方法,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

179

2025.11.16

Go-Zero API开发使用教程
Go-Zero API开发使用教程

本专题聚焦Go-Zero的API开发,拆解.api描述文件的语法结构、路由与分组定义、参数绑定与校验规则,说明统一响应体、JWT鉴权、跨域与接口文档生成的落地方式,并给出网关聚合与接口测试的实践建议。

20

2026.11.12

Go-Zero安装与goctl环境配置教程
Go-Zero安装与goctl环境配置教程

本专题围绕Go-Zero的安装与工具链配置展开,讲清Go版本要求、goctl安装方式、代理镜像、protoc依赖与环境变量设置,说明多版本共存、升级回退与CI流水线安装的做法,并整理安装阶段的常见报错与验证步骤。

20

2026.11.12

Go-Zero零基础入门教程
Go-Zero零基础入门教程

本专题整理Go-Zero的入门知识,从框架定位、环境准备到跑通第一个API服务,讲清目录分层、配置加载、日志与中间件的基本用法,并对比Gin、Kratos的差异,帮助Go开发者建立整体认知,判断它是否适合当前项目。

20

2026.11.12

Postman身份认证怎么配置
Postman身份认证怎么配置

本专题从实际API接口调试场景出发,讲解Postman身份认证的完整配置流程,包括常见认证协议介绍、授权参数设置、访问令牌填写、OAuth 2.0授权及认证失败排查,帮助用户正确完成接口授权与访问验证。

120

2026.11.06

Postman请求头Headers怎么设置
Postman请求头Headers怎么设置

围绕Postman HTTP请求头配置展开,讲解Headers选项的具体使用方式,包括Key和Value参数填写、请求头信息添加、常见Header字段设置及请求头修改方法,帮助用户解决接口调试过程中遇到的请求头配置问题。

100

2026.11.06

Postman接口请求发送教程
Postman接口请求发送教程

详细介绍Postman接口请求的创建与发送方法,涵盖GET和POST请求、URL配置、请求参数、Headers请求头、Body请求体设置以及响应结果查看,帮助用户掌握Postman接口请求的完整操作流程。

100

2026.11.06

DBeaver怎么导入数据
DBeaver怎么导入数据

DBeaver数据导入专题,整理Excel、CSV、SQL、TXT等常见文件的数据导入方法,涵盖目标数据库选择、数据表创建、字段映射、数据类型设置及导入参数配置等操作,帮助用户将本地文件中的数据写入数据库,并了解批量导入、重复数据处理和导入失败等常见问题的解决方法。

80

2026.11.05

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn