C++设计模式（观察者模式）

观察者模式是一种软件设计模式。

一、定义与概念

        在观察者模式中，存在被观察的对象（主题）和观察这个对象的观察者。主题在自身状态发生变化时，会通知所有注册的观察者，让它们能够做出相应的反应。

二、作用与优势

• 1. 解耦：主题和观察者之间的依赖关系被弱化，它们之间通过抽象接口进行交互，使得双方的变化不会直接影响到对方，提高了系统的可维护性和可扩展性。
• 2. 灵活性：可以在运行时动态地添加、删除观察者，方便系统的扩展和维护。
• 3. 提高响应性：当主题状态发生变化时，能够及时通知所有观察者，使得系统能够快速做出反应。

三、应用场景

• 1. 图形用户界面：例如按钮的点击事件可以被多个组件观察，当按钮被点击时，这些组件可以做出相应的反应。
• 2. 消息通知系统：当有新消息时，通知所有订阅了该消息的用户。
• 3. 股票交易系统：股票价格变化时，通知所有关注该股票的投资者。

四、代码实现

        观察者模式主要涉及到两个角色：观察者（Observer）和被观察对象（Subject）。以下是观察者模式的类图描述：

一、被观察对象（Subject）

属性：

• 通常有一个或多个观察者列表，用于存储注册的观察者对象。

方法：

• attach(Observer observer)：用于将观察者添加到观察者列表中。
• detach(Observer observer)：从观察者列表中移除指定的观察者。
• notifyObservers()：当被观察对象的状态发生变化时，通知所有注册的观察者。

二、观察者（Observer）

• 方法：

• update()：当被观察对象状态变化时，被观察对象会调用此方法通知观察者，观察者在这个方法中进行相应的处理。

        观察者模式通过这种方式实现了对象之间的一对多依赖关系，当被观察对象的状态发生变化时，所有依赖它的观察者都会收到通知并进行相应的更新。

 以下是用 C++实现观察者模式的示例代码：

#include 
#include 
#include 

// 抽象观察者类
class Observer {
public:
    virtual void update() = 0;
};

// 抽象主题类
class Subject {
public:
    virtual void attach(Observer* observer) = 0;
    virtual void detach(Observer* observer) = 0;
    virtual void notify() = 0;
};

// 具体主题类
class ConcreteSubject : public Subject {
private:
    int state;
    std::vector observers;
public:
    ConcreteSubject() : state(0) {}

    void setState(int newState) {
        state = newState;
        notify();
    }

    int getState() const {
        return state;
    }

    void attach(Observer* observer) override {
        observers.push_back(observer);
    }

    void detach(Observer* observer) override {
        observers.erase(std::remove(observers.begin(), observers.end(), observer), observers.end());
    }

    void notify() override {
        for (Observer* observer : observers) {
            observer->update();
        }
    }
};

// 具体观察者类
class ConcreteObserver : public Observer {
private:
    ConcreteSubject* subject;
public:
    ConcreteObserver(ConcreteSubject* sub) : subject(sub) {
        subject->attach(this);
    }

    void update() override {
        int state = subject->getState();
        std::cout << "Observer notified. New state: " << state << std::endl;
    }
};

int main() {
    ConcreteSubject* subject = new ConcreteSubject();
    ConcreteObserver* observer1 = new ConcreteObserver(subject);
    ConcreteObserver* observer2 = new ConcreteObserver(subject);

    subject->setState(10);
    subject->setState(20);

    delete observer2;
    subject->setState(30);

    delete observer1;
    delete subject;

    return 0;
}

在这个示例中，Subject是抽象主题类，ConcreteSubject是具体主题类，Observer是抽象观察者类，ConcreteObserver是具体观察者类。具体主题的状态变化时会通知所有注册的观察者。