观察者模式在C++中通过抽象基类定义Observer接口并用容器管理观察者，Subject持有一组Observer智能指针，在状态变化时调用其update()实现松耦合；Observer需继承含纯虚update()的基类，Subject用vector<shared_ptr<Observer>>维护列表，提供注册、移除和通知功能。
观察者模式（Observer Pattern）在 C++ 中可以通过抽象基类定义接口，用容器管理多个观察者，再通过通知机制实现松耦合的事件响应。核心是让被观察者（Subject）持有一组观察者（Observer）指针，并在状态变化时调用它们的更新方法。
定义观察者接口
所有观察者需继承统一接口，确保被观察者能以多态方式调用其 update() 方法：
class Observer {
public:
virtual ~Observer() = default;
virtual void update(const std::string& message) = 0;
};
实现被观察者基类（Subject）
维护观察者列表，提供注册、移除和通知功能。使用 std::vector 存储智能指针（如 std::shared_ptr），避免裸指针生命周期问题：
#include <vector>
#include <memory>
#include <algorithm>
class Subject {
protected:
std::vector<std::shared_ptr<Observer>> observers;
public:
void attach(std::shared_ptr<Observer> obs) {
if (obs) observers.push_back(obs);
}
void detach(std::shared_ptr<Observer> obs) {
observers.erase(
std::remove(observers.begin(), observers.end(), obs),
observers.end()
);
}
void notify(const std::string& message) {
for (const auto& obs : observers) {
if (obs) obs->update(message);
}
}
};
具体被观察者与观察者实现
例如一个温度传感器（TemperatureSensor）作为被观察者，两个不同用途的观察者（日志记录器、显示屏）响应变化：
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class TemperatureSensor : public Subject {
private:
double temperature = 0.0;
public:
void setTemperature(double temp) {
temperature = temp;
notify("Temperature changed to " + std::to_string(temp) + "°C");
}
};
class Logger : public Observer {
public:
void update(const std::string& message) override {
std::cout << "[LOG] " << message << std::endl;
}
};
class Display : public Observer {
public:
void update(const std::string& message) override {
std::cout << "[DISPLAY] " << message << std::endl;
}
};
使用示例
组合对象并触发通知：
int main() {
TemperatureSensor sensor;
auto logger = std::make_shared<Logger>();
auto display = std::make_shared<Display>();
sensor.attach(logger);
sensor.attach(display);
sensor.setTemperature(25.5); // 输出两条消息
sensor.detach(logger);
sensor.setTemperature(26.0); // 只有 display 响应
return 0;
}
注意点：使用 std::shared_ptr 管理观察者生命周期更安全；若观察者可能早于被观察者销毁，可改用 std::weak_ptr 配合检查；C++17 后也可考虑用 std::any 或模板支持泛型通知数据，但基础版本保持简单清晰即可。
