C++如何实现一个观察者模式（Observer Pattern）？（代码示例）

观察者模式通过抽象基类解耦发布者与订阅者，Subject用容器管理Observer并通知状态变化，Observer需实现update方法，需注意weak_ptr防循环引用。

观察者模式在 C++ 中可以通过抽象基类定义接口，用容器管理观察者，再由被观察者（Subject）在状态变化时通知所有注册的观察者。核心是解耦发布者与订阅者，避免硬依赖。

定义 Observer 接口

所有观察者需实现统一的更新方法，通常接收被观察者指针或事件数据：

class Observer {
public:
    virtual ~Observer() = default;
    virtual void update(const std::string& message) = 0; // 简单消息通知
};

实现 Subject 基类（被观察者）

维护观察者列表，提供注册、移除和通知能力。注意使用 weak_ptr 或手动管理生命周期，避免循环引用：

#include 
#include 
#include 

class Subject {
protected:
    std::vector> observers;

public:
    void attach(std::shared_ptr obs) {
        if (obs && std::find(observers.begin(), observers.end(), obs) == observers.end()) {
            observers.push_back(obs);
        }
    }

    void detach(std::shared_ptr obs) {
        observers.erase(
            std::remove(observers.begin(), observers.end(), obs),
            observers.end()
        );
    }

    void notify(const std::string& msg) {
        for (auto& obs : observers) {
            if (obs) obs->update(msg); // 安全调用
        }
    }
};

具体实现：天气站示例

一个 WeatherStation 继承 Subject，当温度变化时通知所有观察者：

class WeatherStation : public Subject {
private:
    double temperature = 0.0;

public:
    void setTemperature(double temp) {
        temperature = temp;
        notify("Temperature changed to " + std::to_string(temp) + "°C");
    }
};

class PhoneDisplay : public Observer {
public:
    void update(const std::string& message) override {
        std::cout << "[Phone] " << message << std::endl;
    }
};

class WebDisplay : public Observer {
public:
    void update(const std::string& message) override {
        std::cout << "[Web] " << message << std::endl;
    }
};

使用方式

创建被观察者和多个观察者，注册后触发通知：

int main() {
    auto station = std::make_shared();
    auto phone = std::make_shared();
    auto web = std::make_shared();

    station->attach(phone);
    station->attach(web);

    station->setTemperature(25.5); // 输出两条通知
    station->detach(phone);
    station->setTemperature(27.0); // 只输出 Web 通知

    return 0;
}

基本上就这些。关键点在于用 shared_ptr 管理观察者生命周期，notify 前检查空指针，以及让具体类只关心自己的 update 行为。不需要模板也能清晰表达意图，进阶可结合 std::function 或事件总线扩展。

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