代码之家 › 专栏 › 技术社区 › Antonio DropuliÄ

无交互引用和智能指针的观察者模式实现

observer-pattern c++11 c++

Antonio DropuliÄ · 技术社区 · 7 年前

我正在尝试实现观察家模式,但我不希望观察家通过在中维护引用列表来对我的程序安全负责 ObservableSubject 。

意思是当 Observer object 生命结束了,我不想显式地调用 ObservervableSubject::removeObserver(&object) 。

我想出了一个在 可观察主题 。

我的问题是:上面描述的和下面尝试的实现是否可能? 我的程序中发生了什么,如何防止取消引用垃圾?

先验理由:这是一种理解C++的尝试,而不是应该有实际用途或优于其他实现的东西。

我的解决方案尝试:

// Example program
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

class ObserverInterface {
public:
    virtual ~ObserverInterface() {};
    virtual void handleMessage() = 0;
};

class ObservableSubject
{
    std::vector<std::reference_wrapper<ObserverInterface*>> listeners;

public:
    void addObserver(ObserverInterface* obs)
    {
        if (&obs)
        {
            // is this a reference to the copied ptr?
            // still, why doesnt my guard in notify protect me
            this->listeners.push_back(obs);
        }
    }

    void removeObserver(ObserverInterface* obs)
    {
        // todo
    }

    void notify()
    {
        for (ObserverInterface* listener : this->listeners)
        {
            if (listener)
            {
                listener->handleMessage();
            }
        }
    }
};

class ConcreteObserver : public ObserverInterface {
    void handleMessage()
    {
        std::cout << "ConcreteObserver: I'm doing work..." << std::endl;
    }
};

int main()
{
    ObservableSubject o;

    {
        ConcreteObserver c;
        o.addListener(&c);
    }

    o.notify();

    std::cin.get();
}

线路输入 ObservableSubject::notify() : Listener->handleMessage() 引发以下异常:

Exception thrown: read access violation.
listener->**** was 0xD8BF48B. occurred

3 回复 | 直到 7 年前

R Sahu 7 年前

您的程序具有未定义的行为。

ObservableSubject o;

{
    ConcreteObserver c;
    o.addListener(&c);  // Problem

}

c 在作用域结束时被销毁。最后,在的侦听器列表中存储了一个过时的指针 o 。

您可以通过定义 C 在与相同的范围内 o 或者使用动态分配的内存。

ObservableSubject o;
ConcreteObserver c;
o.addListener(&c);

或

ObservableSubject o;

{
    ConcreteObserver* c = new ConcreteObserver;
    o.addListener(c);
}

当您使用动态分配的内存时,额外的作用域没有用处。你最好不要用它。

ObservableSubject o;
ConcreteObserver* c = new ConcreteObserver;
o.addListener(c);

如果选择使用第二种方法,请确保释放内存。您需要添加

delete c;

函数结束之前。

更新,回应OP的评论

你说:

也许我不清楚。解决生存期/陈旧指针问题是我解决方案的目的。我知道,如果我能妥善管理自己的一生,或者如果我能 detachObserver 观察员销毁选项。我想通过某种方式从 ObservableSubject 如果他的观察员名单被破坏了,而观察员没有明确告诉他。

由于取消引用无效指针是导致未定义行为的原因,因此必须跟踪观察者的生存期,并确保在必要时更新观察者列表。没有这些,你就是在追求未定义的行为。

Andrew Lazarus 7 年前

注意,我不推荐以下方法,但我认为它符合您的要求。您有一个重复的观察者列表。一个由观察者控制,另一个使用弱指针,由可观察对象处理。

使观察器构造函数私有并使用 ObserverFactory (这是他们的朋友)获得 std::shared_ptr<Observer> 。工厂具有从原始指针到引用包装器到关联共享指针的映射。
侦听器列表变为 std::vector<std::weak_ptr<Observer>> 。在列表遍历时,您尝试锁定弱ptr;如果成功,则处理消息;如果失败,也就是说 nullptr ,从列表中删除弱指针。
当监听器不再想听时,它会告诉工厂 reset 并从映射中删除。这一步很难看,因为它只是一种幻想 delete this ,通常是代码气味。

我相信你也可以用 std::shared_from_this 。

计划是将维护从ObservableSubject移回Observators。

besc 7 年前

//这是对复制的ptr的引用吗?

是的,是的。它调用未定义的行为,因为 obs 指针变量在函数末尾超出范围,导致引用悬空。

整个想法对你毫无益处。即使您使ref-to-pointer方法正确工作,您也取决于一件事:那就是 那正是 指针变量设置为 nullptr 一旦对象死亡。本质上,这与确保没有挂起的指针保持在 listeners 。

对于堆对象:如何确保没有人通过其他指针删除对象?或者忘记将注册的指针设为null?对于像您的示例中那样的堆栈对象,情况甚至更糟。对象超出范围并自动消亡。除非引入一个必须手动管理的额外指针变量,否则没有机会将任何内容设为null。

您可以考虑两种方法的一般替代方案:

使关系具有双向性。然后,无论谁先死亡(可观察者或观察者),都可以在析构函数中通知另一方其死亡。
如果您不喜欢双向性,那么一个将OBERSERVER和observables解耦的中心、无所不知的编排器也可以工作。当然,这带来了某种全球状态。

现实生活中的实现通常朝着利用C++析构函数取消注册的方向发展。例如,看看Qts信号/插槽机制。