观察者模式定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
先看一个简单的观察者模式是如何实现的:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
using namespace std;class Base
{
public:Base(){}virtual ~Base(){}virtual void update(int a, int b) = 0;
};class Devices1 : public Base
{
public:virtual void update(int a, int b){cout << "Devices1 " << a << "\t" << b << endl;}
};class Devices2 : public Base
{
public:virtual void update(int a, int b){cout << "Devices2 " << a << "\t" << b << endl;}
};class Subject
{
public:void attach(int iKey, Base* pbase){m_map[iKey] = pbase;}void detach(int iKey){auto it = m_map.find(iKey);if (it != m_map.end()){m_map.erase(it);}}void notify(int a, int b){auto it = m_map.begin();while(it != m_map.end()){it->second->update(a, b);it++;}}private:map<int, Base*> m_map;
};int main()
{Subject sub;Devices1 d1;Devices2 d2;sub.attach(1, &d1);sub.attach(2, &d2);sub.notify(1, 2);return 0;
}
这个例子很简单,是一种经典的观察者模式的实现,但是这种实现不够通用,只能对特定的观察者才有效,即必须是Base抽象类的派生类才行,并且这个观察者类还只能带2个int类型的参数。这种实现有两个限定:1、需要继承,继承是强对象关系,不够灵活;2、观察者被通知的接口参数不支持变化,导致观察者不能应付接口的变化。
我们可以通过C++11做一些改进,主要改进的地方有两个:通过被通知接口参数化和std::function来代替继承;通过可变参数模板和完美转发来消除接口变化产生新的影响。
使用C++11改良的观察者模式,代码如下所示:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <functional>
#include <string>
using namespace std;template<typename Func>
class Events
{
public:Events(){};~Events(){};int Connect(Func&& f){return Assign(f);}int Connect(const Func& f){return Assign(f);}void Disconnect(int key){m_connections.erase(key);}///通知所有观察者好template<typename ...Args>void Notify(Args&& ...args){for(auto& it : m_connections){it.second(std::forward<Args>(args)...);}}private:///给观察者分配编号,在多线程环境需要加锁template<typename F>int Assign(F&& f){int k = m_observerId++;m_connections.emplace(k, std::forward<F>(f));return k;}int m_observerId = 0;std::map<int, Func> m_connections;};void print(int a, int b)
{cout << "func " << a << ", " << b << endl;
}class A
{
public:void print(int a, int b){cout << "class " << a << ", " << b << endl;}
};int main()
{Events<std::function<void(int, int)>> myevent;auto key = myevent.Connect(print);A a;std::function<void(int, int)> f = std::bind(&A::print, &a, std::placeholders::_1, std::placeholders::_1);auto key1 = myevent.Connect(f);///lambda注册auto lamkey = myevent.Connect([](int a, int b){cout << "lambda " << a << ", " << b << endl;});myevent.Notify(1, 2);return 0;
}
C++11实现的观察者模式,内部维护了一个泛型函数列表,观察者只需要将观察者函数注册进来即可,消除了继承导致的强耦合。