C++17 中的观察者模式：简明扼要

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2023-12-24 06:57:03

C++17 中的观察者模式：一览

引言

在软件开发中，观察者模式是一种设计模式，它通过订阅-发布机制使对象之间通信。当对象（称为被观察者）的状态发生变化时，它会通知所有已注册的观察者。观察者可以相应地采取行动，例如更新其状态或执行某些任务。

观察者模式的优势

观察者模式提供了许多优点，使其成为各种应用程序中软件设计的宝贵工具：

松散耦合： 观察者与被观察者之间的耦合非常松散。观察者不必知道被观察者的具体实现细节，反之亦然。这使得系统更易于维护和扩展。
可观察性： 观察者模式提供了一个方便的机制来观察对象的内部状态。这对于调试、监视和测试非常有用。
事件管理： 观察者模式提供了一种结构化的方式来管理事件。它允许对象将事件发布到系统中，并确保所有感兴趣的观察者都能收到通知。

C++17 中的观察者模式实现

C++17 引入了标准库支持的观察者模式。它通过 std::observable 和 std::observer 类实现。

1. 被观察者（std::observable）

std::observable 类表示被观察者。它提供了以下功能：

订阅观察者： subscribe() 方法允许观察者注册以接收通知。
通知观察者： notify_observers() 方法通知所有注册的观察者，并传递一个可选参数以提供有关状态更改的信息。
取消订阅观察者： unsubscribe() 方法允许观察者取消注册，不再接收通知。

2. 观察者（std::observer）

std::observer 类表示观察者。它定义了以下接口：

observer()： 该方法在每次被观察者状态发生更改时被调用。它接收一个参数，提供有关状态更改的信息。

3. 示例代码

以下示例代码演示了如何使用 C++17 标准库实现观察者模式：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <optional>
#include <functional>

using namespace std;

class Subject {
public:
    void addObserver(function<void(int)> observer) {
        observers.push_back(observer);
    }

    void removeObserver(function<void(int)> observer) {
        observers.erase(remove(observers.begin(), observers.end(), observer), observers.end());
    }

    void notifyObservers(int value) {
        for (const auto& observer : observers) {
            observer(value);
        }
    }

private:
    vector<function<void(int)>> observers;
};

class Observer {
public:
    Observer(Subject& subject) : subject(subject) {
        subject.addObserver(bind(&Observer::update, this, placeholders::_1));
    }

    ~Observer() {
        subject.removeObserver(bind(&Observer::update, this, placeholders::_1));
    }

    void update(int value) {
        cout << "Observer received value: " << value << endl;
    }

private:
    Subject& subject;
};

int main() {
    Subject subject;

    Observer observer1(subject);
    Observer observer2(subject);

    subject.notifyObservers(42);

    return 0;
}