如何创建shared_ptr的容器到抽象类

Question

我正在尝试用 C++ 创建一个主题观察者系统，就像 C# 中的事件系统一样。 观察者类：

template <class T>
class Observer {
    int id;
public:
    static int nextId;
    Observer() : id(nextId++) {}
    virtual void handleEvent(const T&) = 0;
    virtual ~Observer();
};

学科类：

template<class T>
class Subject {
    set<shared_ptr<Observer<T>>> observers;
public:
    Subject() : observers() {}
    void notify(const T&);
    void addObserver(Observer<T>& );
    void removeObserver(Observer<T>&);
    Subject<T>& operator+=(Observer<T>&);
    Subject<T>& operator-=(Observer<T>&);
    Subject<T>& operator()(const T&);
};

问题是当我尝试实现addObserver我不知道如何将引用添加到集合中。

我知道make_shared<Observer<T>>正在创建一个新实例，所以当我尝试make_shared<Observer<T>>(observer)我尝试创建一个抽象类时出错：

错误：抽象类类型“观察者”的新表达式无效

我试过shared_ptr<Observer<T>> observerPtr(observer) ，但效果不佳：

错误：没有匹配的函数调用'std::shared_ptr >::shared_ptr(Observer&)'

如何根据从抽象类派生的对象的引用创建shared_ptr ？

我想要实现的是让这个例子工作：

class TemperatureSensor : public Subject<int> {};

class AirConditioner : public Observer<int> {

    static int nextId;
    int id;

    void onTemperatureChange(int temperature){
        std::cout << "Air Conditioner #" << id << " got a report from TemperatureSensor, reading " << temperature << std::endl;
    }

public:
    AirConditioner() : Observer() {
        id = (++nextId);
    }

    void handleEvent(const int& param) override {
        onTemperatureChange(param);
    }
};
int AirConditioner::nextId = 0;

int main(){
    TemperatureSensor s;
    AirConditioner a,b,c;

    (((s += a) += b) += c);

    s(42);  // Should print:
            // Air Conditioner #1 got a report from TemperatureSensor, reading 42
            // Air Conditioner #2 got a report from TemperatureSensor, reading 42
            // Air Conditioner #3 got a report from TemperatureSensor, reading 42
}

Answer 1

要回答有关实现 addObserver 的问题，使其工作的最简单方法是将指针存储在容器中：

template<class T>
class Subject {
    set<Observer<T>*> observers;
public:
    Subject() : observers() {}
    void addObserver(Observer<T>& o) { observers.insert(&o); }

根据您希望如何管理观察者对象的生命周期，您可以使用set<shared_ptr<Observer<T>>> ，但在这种情况下，您应该将share_ptr<Observer<T>>作为参数传递给addObserver(shared_ptr<Observer<T>>& o) 。 如果您必须使用addObserver(Observer<T>&)接口并且您希望“观察者”设置为共同管理观察者对象的生命周期，您可以使用 std::enable_shared_from_this 并使 Observer 成为 std:: 的子类enable_shared_from_this。

希望这可以帮助。

Answer 2

如何根据从抽象类派生的对象的引用创建 shared_ptr？

一般来说，你不能。 指向抽象基类的共享指针只能指向具体实例。 您通常无法在编译时通过基本引用知道具体类型。

您可能应该更改接口，以便函数接受共享指针作为参数，而不是引用。

Answer 3

如何根据从抽象类派生的对象的引用创建 shared_ptr？

您不能为抽象类创建 shared_ptr。

但是你可以做一些事情来完成代码工作。

一个可能的解决方案是定义基类Observer而不是 abstrastct ，删除=0 。 然后为了确保您不会在基类 Observer 上以一种糟糕的方式调用实际的纯虚函数，您可以在基类 Observer 的方法的实现中抛出异常。 因此，当在Observer类上调用时它会引发异常，在另一种情况下（例如在AirConditioner类中），它会在不引发异常的情况下完成其工作。

注意：这只是这种情况的一种解决方法，请尝试重新考虑您的代码设计以获得更好的实现

Answer 4

C＃可以很容易忽略的寿命Observer的Subject ，事情会（主要）是好的。 C++ 不允许您忽略生命周期。

如果Subject应该让所有Observer保持活动状态，那么您需要传递std::shared_ptr<Observer> ，而不是Observer & 。

如果您确定您的Observer总是比您的Subject removeObserver长，或者总是可以在它们死之前调用removeObserver ，那么您仍然可以传递Observer & ，并存储std::reference_wrapper<Observer> 。

如果您的所有Observer都归std::shared_ptr拥有，但您不希望Subject影响它们的生命周期，请传递并存储std::weak_ptr<Observer> 。