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设计模式三：观察者模式 (Observer Pattern)

news 2025/7/17 6:03:58

观察者模式是一种行为设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象（称为"主题"或"可观察对象"）的状态发生改变时，所有依赖它的对象（称为"观察者"）都会自动收到通知并更新。

主要组成部分

Subject (主题/可观察对象)
- 维护一个观察者列表
- 提供添加和删除观察者的方法
- 提供通知观察者的方法
Observer (观察者)
- 定义一个更新接口，用于在主题状态改变时接收通知
ConcreteSubject (具体主题)
- 存储对观察者有意义的状态
- 当状态改变时，向观察者发送通知
ConcreteObserver (具体观察者)
- 维护一个对具体主题对象的引用
- 实现观察者更新接口，使自身状态与主题状态保持一致

代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <memory>// 前向声明
class Observer;// 主题接口
class Subject {
public:virtual ~Subject() = default;virtual void registerObserver(Observer* o) = 0;virtual void removeObserver(Observer* o) = 0;virtual void notifyObservers() = 0;
};// 观察者接口
class Observer {
public:virtual ~Observer() = default;virtual void update(float temp, float humidity, float pressure) = 0;
};// 具体主题 - 气象数据
class WeatherData : public Subject {
public:void registerObserver(Observer* o) override {observers.push_back(o);}void removeObserver(Observer* o) override {observers.erase(std::remove(observers.begin(), observers.end(), o),observers.end());}void notifyObservers() override {for (auto* observer : observers) {observer->update(temperature, humidity, pressure);}}void measurementsChanged() {notifyObservers();}void setMeasurements(float temp, float humidity, float pressure) {this->temperature = temp;this->humidity = humidity;this->pressure = pressure;measurementsChanged();}private:std::vector<Observer*> observers;float temperature = 0.0f;float humidity = 0.0f;float pressure = 0.0f;
};// 具体观察者 - 当前状况显示
class CurrentConditionsDisplay : public Observer {
public:explicit CurrentConditionsDisplay(Subject* weatherData) : weatherData(weatherData) {weatherData->registerObserver(this);}~CurrentConditionsDisplay() {weatherData->removeObserver(this);}void update(float temp, float humidity, float pressure) override {this->temperature = temp;this->humidity = humidity;display();}void display() const {std::cout << "Current conditions: " << temperature << "°C and " << humidity << "% humidity\n";}private:Subject* weatherData;float temperature = 0.0f;float humidity = 0.0f;
};// 使用示例
int main() {WeatherData weatherData;CurrentConditionsDisplay currentDisplay(&weatherData);weatherData.setMeasurements(25, 65, 1013);weatherData.setMeasurements(26, 70, 1012);return 0;
}