c++怎么实现一个观察者模式_c++事件通知与解耦机制实现

观察者模式通过Subject与Observer接口实现一对多依赖更新。1. Subject维护观察者列表，状态变化时通知所有Observer；2. Observer定义update纯虚函数接收通知；3. 使用智能指针与弱引用避免内存泄漏和悬挂指针；4. 加入互斥锁保障多线程安全；5. 适用于事件系统、日志广播等解耦场景。

观察者模式是一种行为设计模式，用于在对象之间建立一对多的依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。在C++中，这种机制常被用来实现事件通知系统，达到模块间的解耦。

核心思路与角色划分

观察者模式包含两个主要角色：

• Subject（被观察者）：维护观察者列表，提供注册、注销和通知接口。
• Observer（观察者）：定义接收通知的接口，通常是一个纯虚函数。

通过抽象接口，Subject不需要知道具体是谁在监听，实现了发送方与接收方的解耦。

基础实现示例

下面是一个简洁的C++实现：

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#include 
#include 
#include 
// 观察者接口
class Observer {
public:
virtual ~Observer() = default;
virtual void update(const std::string& message) = 0;
};
// 被观察者
class Subject {
private:
std::vector observers;
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(const std::string& message) {
    for (auto* obs : observers) {
        obs-youjiankuohaophpcnupdate(message);
    }
}
};
定义两个具体的观察者：
class ConcreteObserverA : public Observer {
public:
    void update(const std::string& message) override {
        std::cout << "Observer A received: " << message << "\n";
    }
};
class ConcreteObserverB : public Observer {
public:
void update(const std::string& message) override {
std::cout << "Observer B received: " << message << "\n";
}
};
使用方式：
int main() {
    Subject subject;
    ConcreteObserverA observerA;
    ConcreteObserverB observerB;
subject.attach(&observerA);
subject.attach(&observerB);

subject.notify("Hello Observers!");

subject.detach(&observerA);
subject.notify("Only B should see this.");

return 0;
}

							

								
								

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改进：支持多线程与智能指针
上面的实现存在裸指针管理问题。实际项目中建议使用std::weak_ptr避免悬挂指针，并考虑线程安全。
改用std::shared_ptr和std::weak_ptr：
#include 
#include 
class Observer;
class Subject {
private:
std::list> observers;
mutable std::mutex mtx; // 线程安全
public:
void attach(std::shared_ptr obs) {
std::lock_guard lock(mtx);
observers.remove_if([](const auto& w) { return w.expired(); });
observers.push_back(obs);
}
void notify(const std::string& message) {
    std::lock_guardzuojiankuohaophpcnstd::mutexyoujiankuohaophpcn lock(mtx);
    observers.remove_if([&](const auto& w) {
        if (auto obs = w.lock()) {
            obs-youjiankuohaophpcnupdate(message);
            return false;
        }
        return true; // 已过期，移除
    });
}
};
观察者也改为继承 enable_shared_from_this：
class Observer : public std::enable_shared_from_this {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update(const std::string& message) = 0;
};
应用场景与优势
观察者模式适合以下场景：

GUI事件系统（按钮点击、窗口关闭）
消息广播机制
日志系统多输出目标
游戏中的事件驱动逻辑

优点包括：

松耦合：Subject不依赖具体Observer
可扩展：新增观察者无需修改现有代码
动态订阅：运行时灵活添加或移除监听者

基本上就这些。关键是理解“发布-订阅”思想，用接口隔离变化，再结合现代C++特性提升安全性和可用性。实际项目中也可考虑使用信号槽库（如Boost.Signals2）来简化实现。