可用std::function+std::vector实现轻量观察者模式:用std::function封装回调避免生命周期问题,vector存储观察者,通知时遍历调用;需防循环引用(weak_ptr)、禁在通知中增删、无std::signal/std::slot标准组件。

用 std::function + std::vector 实现轻量级观察者注册与通知
不需要引入 Boost 或 Qt,C++11 起就能靠 std::function 和 std::vector 搭出可用的观察者链。核心是把回调抽象成类型擦除后的可调用对象,避免模板爆炸或基类继承耦合。
常见错误是直接存裸函数指针或 lambda(带捕获)导致生命周期失控——必须用 std::function 统一封装,且注册方需确保回调对象比被观察者活得久,否则通知时会 crash。
- 定义观察者类型:
using Observer = std::function(; Event可为 struct 或 void) - 在被观察者类中维护:
std::vectorobservers_; - 注册用
void attach(Observer obs),直接push_back;移除建议用erase + remove_if配合标识符(如 ID 或 weak_ptr 包装),不推荐裸 erase 迭代器(通知中修改容器易崩溃) - 通知时用范围 for 循环遍历调用,**不要在通知过程中增删 observer**(可先拷贝一份
observers_再遍历)
如何避免循环引用:shared_ptr/weak_ptr 在观察者中的正确用法
当观察者是某个对象的成员函数(如 obj->onDataReady),用 std::bind 或 lambda 捕获 this 会导致被观察者持有了对观察者的强引用,而观察者又可能间接持有被观察者,形成循环引用、内存泄漏。
解决方案是让被观察者只存 std::weak_ptr,通知前 lock 判断是否还存活:
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- 观察者注册时传入
std::shared_ptr对象和成员函数指针:auto self = shared_from_this(); attach([self](const Event& e) { if (self) self->handle(e); }); - 或在被观察者内部用
std::vector<:weak_ptr>>存储,每次通知前if (auto p = wp.lock()) p->update(e); - Qt 的
QObject::connect默认做类似检查,但纯 C++ 需手动保障
std::signal/std::slot 不是标准库组件:别被名字误导
C++ 标准库 **没有** std::signal、std::slot 或 std::connection ——这些是 Boost.Signals2 或 Qt 的命名。误以为它们是标准特性,会导致编译失败或查文档走弯路。
如果项目允许第三方依赖,Boost.Signals2 提供线程安全、自动断连、序列化支持;Qt 的 QSignalMapper 和新语法 connect(obj, &Class::sig, this, &Class::slot) 更适合 GUI 场景。但若追求零依赖,手写上面两个方案更可控。
- Boost.Signals2 中连接返回
boost::signals2::connection,可调用disconnect()或作用域结束自动断开 - Qt 的信号槽在跨线程时需指定
Qt::QueuedConnection,否则默认直连(同线程)可能破坏封装 - 手写方案里,「自动断连」只能靠 weak_ptr 或显式
detach(),没有魔法
事件参数传递:值拷贝 vs const 引用 vs std::any
通知时传什么类型,直接影响性能和灵活性。传大对象值拷贝(void notify(Event e))可能引发多次构造;全用 const Event& 又要求所有事件继承同一基类,增加耦合。
折中做法是分层设计:
- 简单场景:统一用
struct Event { enum Type; std::any data; };,发送方塞任意值,接收方std::any_cast判断类型——但运行时开销和类型安全风险需权衡 - 中等规模:用 variant(C++17)替代 any:
std::variant,编译期检查 + 零分配 - 高频通知(如游戏帧更新):避免任何动态分配,传裸指针 + 类型 ID,或用 tag dispatch + 函数重载
最容易被忽略的是 const 正确性:如果事件对象在通知后还会被修改(比如异步队列中复用),那传 const 引用反而危险——此时必须值拷贝或移动语义。










