如何在C++中實現觀察者模式

Question

我有一個Animation類。我需要在動畫中有一些觀察者爲Play,Pause和Stop事件。我發現了這個問題的兩個解決方案，但我不知道該選什麼。

1. 使用boost ::信號或類似的東西，並註冊的回調，每一個事件

2. 做一個簡單的界面，與3個純虛函數（OnPlay()，OnPause()，OnStop()），並傳遞給動畫類對象實現這個接口。

每種方法都有其優點和缺點。我會盡力枚舉我迄今發現的：

優勢1.

• 我可以使用任何成員函數/ free函數作爲回調
• 我沒有實現所有3個功能，如果我不在乎所有的人
• 同一個對象可以作爲觀察員多個動畫，而不從動畫類傳遞參數獲取

個

缺點爲1

• 我要創建一個可調用對象逢回調
• 如果我想以後添加一個新的事件將很難找到它被使用的地方（編譯不能強制我實施或忽略新事件）。
• 不知何故奇怪的語法（我必須在任何地方使用std :: bind/boost :: bind）。

優勢2.

• 易於理解建設
• 如果我將在動畫/ Observer接口類中添加一個新的事件，編譯器將強制執行我實現（空也許）新的功能。

缺點爲2

• 我要實現（空可能），即使我會用3個功能只有一個
• 同一個對象不能被用來作爲觀察員不同動畫，而不需要從動畫（ID或其他）發送一些額外的參數。
• 不能使用自由功能。

您能否告訴我要使用什麼？根據你的經驗，對於這個問題有什麼更好的解決方案 - 從第一個問題中解脫出來，還是從第二個問題中清楚和容易理解的代碼？你能否給我兩種方法或其他解決方案的其他優點/缺點？

Answer 1

首先，瞭解在編譯時是否知道「綁定」是有用的。如果是這樣，我建議你看看政策課。

除此之外，我會混合使用這兩種解決方案，即使用接口方法並實現一個接口作爲信號/自由函數的中繼器。通過這種方式，您可以擁有默認行爲，您可以添加實現整個界面的自定義對象，並基本上具有這兩種方法的優點以及更大的靈活性。

這是一個提出的方法的基本示例，我希望它有幫助。

#include <functional> 

using namespace std; 

template <class ObserverPolicy> 
class Animation : public ObserverPolicy{ 

}; 

class MonolithicObserver{ 
    public: 
    void play(){ 
     state = playing; 
    } 
    void pause(){ 
     if(playing == state) 
      state = stopped; 
    } 
    void stop(){ 
     state = stopped; 
    } 
    private: 
    enum {playing, paused, stopped} state; 
}; 

struct doNothing{ 
    static void play(){} 
    static void pause(){} 
    static void stop(){} 
}; 

struct throwException{ 
    class noPlay{}; 
    class noPause{}; 
    class noStop{}; 
    static void play(){ 
     throw noPlay(); 
    } 
    static void pause(){ 
     throw noPause(); 
    } 
    static void stop(){ 
     throw noStop(); 
    } 
}; 

template <class DefaultPolicy = doNothing> 
class FreeFunctionObserver{ 
    public: 
    void play(){ 
     if(playHandle) 
      playHandle(); 
     else 
      DefaultPolicy::play(); 
    } 
    void pause(){ 
     if(pauseHandle) 
      pauseHandle(); 
     else 
      DefaultPolicy::pause(); 
    } 
    void stop(){ 
     if(stopHandle) 
      stopHandle(); 
     else 
      DefaultPolicy::stop(); 
    } 
    void setPlayHandle(std::function<void(void)> p){ 
     playHandle = p; 
    } 
    void setPauseHandle(std::function<void(void)> p){ 
     pauseHandle = p; 
    } 
    void setStopHandle(std::function<void(void)> p){ 
     stopHandle = p; 
    } 
    private: 
    std::function<void(void)> playHandle; 
    std::function<void(void)> pauseHandle; 
    std::function<void(void)> stopHandle; 
}; 

void play(){} 
void pause(){} 
void stop(){} 

int main(){ 
    Animation<FreeFunctionObserver<> > affo; 
    affo.setPlayHandle(play); 
    affo.setPauseHandle(pause); 
    affo.setStopHandle(stop); 
    affo.play(); 
    affo.pause(); 
    affo.stop(); 

    Animation<FreeFunctionObserver<throwException> > affot; 
    try{ 
     affot.play(); 
    } 
    catch(throwException::noPlay&){} 

    Animation<MonolithicObserver> amo; 
    amo.play(); 
    amo.pause(); 
    amo.stop(); 
} 

，你可以嘗試here。這個例子特別使用了一個策略類（因此沒有接口被「正式」定義，並且你可以通過setPlayHandle來「豐富」接口）。但是，您也可以使用運行時綁定進行類似的操作。

Answer 2

我想，你可以同時使用:)但它取決於需求。我有一些代碼，我使用這兩種模式。有很多函數叫onSomething（）（onMouseButton（），onKey（），onDragStart（）等），但也有回調。當我需要實現某些行爲，但對於整個類的對象時，我使用onSomething（）方法。但是，如果我有一堆同類的對象，但只有一部分需要擴展功能 - 回調是一個完美的方式。

在實施中，像這樣做： 有哪些嘗試使用onSomething（）方法（它返回布爾）一些調度的代碼，如果它的結果​​是假的 - 再有就是，檢查是否回調定義如果是，它被執行。

Answer 3

除了最簡單的玩具示例外，Boost.Signals2在我看來都是最好的解決方案。它設計精良，測試良好，文件齊全。重做輪子對於練習功課類型是很好的，但不適用於生產代碼。例如。讓自己的觀察者線程安全並不重要，以確保正確和高效。

具體討論你的缺點上市

• 你可以寫C++ 11 lambda表達式而不是命名函數對象或使用boost::bind語法（這是不是真的複雜，大多數使用反正）
• 我不完全理解你對未使用事件的觀點。您可以執行相當先進的connnection management來查詢和斷開插槽中的信號。

TL; DR：與Boost.Signals2