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C++怎么实现观察者事件系统_C++消息机制教程【响应】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-19 15:14:53

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来源于php中文网

原创

用std::function+std::vector可实现轻量安全事件系统:统一回调类型、通知前拷贝容器防迭代器失效、支持带参签名、用weak_ptr破循环引用、避免裸指针和悬垂捕获。

c++怎么实现观察者事件系统_c++消息机制教程【响应】

std::function + std::vector 实现最简事件系统

能跑通、不依赖第三方、C++11 起就可用——这是多数中小型项目真正需要的观察者机制。核心不是“多态接口”,而是把回调抽象成统一可调用对象,让被观察者只管通知,不管观察者是谁。

  • std::function 封装一切:普通函数、lambda、std::bind 绑定的成员函数,只要签名匹配就能注册
  • 存储用 std::vector<:function>></:function>(或带参版本),避免模板爆炸和基类继承耦合
  • 通知时先拷贝容器:auto observers = m_observers;,再遍历调用,彻底规避“边通知边增删导致迭代器失效”问题
  • 别写裸指针回调:比如 void(*)() 或捕获局部变量的 lambda,一旦被观察者生命周期长于捕获对象,就是悬垂引用

带参数的通知怎么写?别硬套 void()

实际业务里几乎从不用无参通知。温度变化要传 float,网络响应要传 intstd::string,UI 更新要传 const Widget& ——直接改 std::function 签名就行,结构完全不变。

  • 定义类型别名更清晰:using DataCallback = std::function<void const std::string></void>
  • 存储容器改为 std::vector<datacallback></datacallback>notify() 改成 notify(int code, const std::string& msg)
  • lambda 捕获 this 时务必检查生命周期:如果被观察者是单例或全局对象,而观察者是栈上对象,[this]() { ... } 会 crash
  • 推荐用 shared_from_this() + weak_ptr 包装回调,例如:[self = weak_from_this()](int c, const std::string& m) { if (auto p = self.lock()) p->onResponse(c, m); }

为什么不能在通知中增删观察者?

这不是风格建议,是 C++ 容器行为决定的硬限制。遍历 std::vector 时调用 erase()push_back(),轻则跳过元素、重复调用,重则触发未定义行为(UB)——尤其在 Release 模式下可能静默出错,调试极难定位。

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  • 典型错误现象:detach() 在某个 update() 回调里被调用,结果下一个观察者收不到通知,或程序崩溃
  • 安全做法只有两种:一是如前所述,通知前拷贝整个容器;二是引入标识位(如 bool m_to_remove),通知结束后统一清理
  • Qt 的 QObject::disconnect() 可以在槽函数里安全调用,是因为它内部做了延迟移除(queued connection),纯 C++ 没这层机制

循环引用怎么破?std::weak_ptr 不是摆设

当观察者是某个对象的成员函数,且用 std::bind 或 lambda 捕获 this 注册到被观察者时,极易形成 Subject → Observer → Subject 强引用闭环,导致内存泄漏。

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  • 常见错误写法:subject->attach(std::bind(&MyClass::onEvent, this, _1)); —— this 被强持有
  • 正确解法一:被观察者侧存 std::vector<:weak_ptr>></:weak_ptr>,每次通知前 lock() 判断是否还存活
  • 正确解法二:注册方主动管理,用 shared_from_this() 构造临时 shared_ptr,再转成 weak 捕获,确保被观察者不延长其生命周期
  • 注意:std::signal/std::slot 不是标准库组件,C++ 标准至今没有内置信号槽,别被名字误导去查不存在的文档
事情说清了就结束。真正难的不是写出来,而是想清楚谁拥有谁、谁该先销毁、通知发生在哪个线程——这些没理清,再漂亮的模板也救不了 runtime crash。

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