java - 在 C++ 中实现观察者模式

Question

观察者模式在事件驱动系统中非常有用。以下是如何用两种语言实现它:

Java

使用 AOP 库或字节码工程(BCEL、cglib、asm 等)即时创建子类。对被观察属性的 getter 或 setter 的任何调用都会通知任何附加的观察者。

Objective-C

这类似于 Java - 使用 isa swizzling 动态创建子类。对观察到的属性的任何调用都会通知附加的观察者。有趣的是，在 Objective-C 中，如果所有观察者都被移除，我们可以在没有包装属性方法的情况下调配回原始类。而在 Java 中，一个类通常只加载一次，因此您总是要通知一组(可能为空的)观察者。

C++怎么样？

由于 C++ 中的反射有限，因此很难使用上述方法。 C++ 中的“最佳”(我指的是典型的或事实上的标准)方法是什么？有什么方法可以避免像我上面提到的 Java 和 Objective-C 实现中那样的样板代码？也许使用 C++ 元编程功能？

Answer 1

我不相信有一种方法可以仅使用反射在 C++ 中实现观察者模式。如果您不使用任何外部工具，则必须手动实现所有内容。例如，我会像这样实现它:

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

class Impl;

class ObserverBase {
public:
    virtual void propertyChanged(Impl *impl, int value) = 0;
};

class Impl {
public:
    void setProperty(int value) {
        if (m_property != value) {
            m_property = value;
            for(auto observer:m_observers) {
                observer->propertyChanged(this, value);
            }
        }
    }
    int getProperty() {
        return m_property;
    }

    void addObserver(ObserverBase *observer) {
        m_observers.insert(observer);
    }
private:
    int m_property;
    set<ObserverBase *> m_observers;
};

class Observer : public ObserverBase {
public:
    virtual void propertyChanged(Impl *impl, int value) {
        cout << "Saw new value of " << value << "!" << endl;
    }
};

int main() {
    Impl impl;
    impl.addObserver(new Observer());
    impl.setProperty(5);
}

如果您希望自动生成 ObserverBase 和 Impl 中的 for 循环，您可以在编译时解析 C++。我不知道有什么可以为您做到这一点。

如果您使用的是第三方库，它们可能包含可提供帮助的工具。例如，如果您使用的是 Qt，则可以使用信号/槽来通知观察者更改。