c++ - 超越基本思想理解 C++ 中的观察者模式

问题描述

我正在学习Head First Design Patterns中的设计模式，为了获得信心，我计划在学习完相应的章节后用 C++ 实现每个模式。

关于观察者模式，我真的在努力超越语言独立的主要思想。

我一直在浏览以下内容：

但是，一旦我开始用 C++ 编码，一些特定于语言的困难就暴露了我对整个主题的一些误解，我无法用上面的点赞来解决。但是，我在这里发帖，因为我有一个（看似）工作代码。

示例代码如下，之后我列出了我对这个模式的理解和使用的一些担忧。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>

class Observer {
 public:
  virtual void update() = 0;
};

class Observable {
 protected:
  std::unordered_set<Observer*> observers;
 public:
  virtual void addObserver(Observer&) = 0;
  virtual void removeObserver(Observer&) = 0;
  virtual void notifyObservers() = 0;
};

class Virus : public Observable {
 public:
  void addObserver(Observer& o) {
    observers.insert(&o);
  };
  void removeObserver(Observer& o) {
    std::erase_if(observers, [&o](auto const& io){ return &o == io; });
  };
  void notifyObservers() {
    for (auto& o : observers) o->update();
  };
  void operator++() {
    ++spread;
    std::cout << "\nLevel: " << spread
              << "\nSending notifications:\n";
    notifyObservers();
  }
  int getSpread() { return spread; };
 private:
   int spread = 0;
};

class NormalCountry final : public Observer {
 private:
  void update() override {
    if (obs.getSpread() < 2)
      std::cout << "NormalCountry: What!? Coronavirus?\n";
    else
      std::cout << "NormalCountry: Ok, let's quarantine...\n";
  };
 private:
  Virus& obs;
 public:
  void selfUnsubscribe() {
    obs.removeObserver(*this);
  };
  void selfSubscribe() {
    obs.addObserver(*this);
  };
  NormalCountry() = delete;
  NormalCountry(Virus& o) : obs(o) {
    selfSubscribe();
  }
};

class BraveCountry final : public Observer {
 public:
  void update() override {
    std::cout << "BraveCountry: No worries, people, our antibodies are cooler!\n";
  };
};

int main() {
  Virus cv;
  NormalCountry it(cv);
  BraveCountry uk;
  ++cv;
  cv.addObserver(uk);
  ++cv;
  it.selfUnsubscribe();
  ++cv;
}

对模式本身的怀疑：

我的理解是，观察者只需要能够通过Observable他们观察到的东西被告知其中发生了一些变化，这很容易将其Observer视为一个接口，在 C++ 中，它意味着一个抽象类，只定义一个纯虚update方法，它强制派生类使用该特定签名重载该方法（这在 Java 中似乎或多或少相同）；然而，这并没有说明观察者是否应该知道比“二进制”信息更多的信息（有/没有改变）；确实，这里是拉或推设计决策，一方面，对我来说，这看起来像是一个实现细节；另一方面，该决定会影响update应该声明纯虚方法（选择参数列表），以及具体的观察者是否应该持有一个指向被观察对象的指针/引用。这就是说，如果给了我两个抽象类Observer和Observable，则已经选择了实现，我无法更改。
至于Observable接口，书中说它只需要为addObserver、removeObserver和提供声明notifyObservers。但是Observers 的集合必须是具体观察者类的成员。我知道集合（std::vector, std::list, ...）的选择是一个实现细节，但是某种集合必须在其中的Observable事实看起来并不像一个细节。但是，一旦尝试编写上述三个成员函数，就必须在具体的 observable 中选择一个集合。也许这就够了，我不知道。
Observer::update为了实现具体的可观察对象，纯虚方法应该是公开的notifyObservers。但是具体的观察者可以使他们的实现update私有化。这样做对我来说有点道理：如果update并且是每个观察者-可观察关系的两端，如果可观察者没有决定这样做notifyObservers，为什么调用者代码可以调用观察者？好吧，也许出于同样的原因，观察者可以处理自己的（取消）订阅（如果它持有被观察对象的句柄）。updatenotifyObservers

C++ 特有的疑问：

可观察类（抽象基类或具体派生类）应该具有原始指针或智能指针的集合吗？这种选择的影响可能是什么？
addObserver并且removeObserver应该带一个Observer参数。我认为它不应该通过值传递，以避免复制；甚至可能不是通过指针，否则在调用站点我们必须通过&obj而不是obj. 然后是参考；但哪个？左值引用将const允许传递临时观察者，但这有意义吗？如果是这样，那么应该对右值和左值有两个重载，因为虚函数不允许有一个具有通用引用的模板函数。
在我的示例代码中，我在具体的 onservers 类之一中存储了对具体可观察对象的引用，以便我可以getSpread在实现中使用特定于具体可观察对象 ( ) 的一些成员update。我担心这可能很糟糕。

标签： c++observer-pattern

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