如何创建 shared_ptr 的容器来抽象 class

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 class:

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

主题class:

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时 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) 时，我在尝试创建抽象时遇到错误 class :

error: invalid new-expression of abstract class type ‘Observer’

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

error: no matching function for call to ‘std::shared_ptr >::shared_ptr(Observer&)’

如何从派生自抽象 class 的对象的引用创建 shared_ptr？

我想要实现的是让这个例子起作用：

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

how can I create a shared_ptr from a reference of an object derived from an abstract class?

一般来说，你不能。指向抽象基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而不是引用作为参数。

Answer 2

如何从派生自抽象 class 的对象的引用创建 shared_ptr？

You cannot create a shared_ptr to an abstract class.

但是您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base class Observer not abstrastct，删除 =0。然后为了确保您实际的纯虚函数不会以一种不好的方式在 base class Observer 上调用，您可以在 base class Observer 的方法的实现中抛出异常。因此，当在 Observer class 上调用时，它会引发异常，在另一种情况下（例如在 AirConditioner class) 它会在不引发异常的情况下完成工作。

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 3

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 [=13= 的参数传递].如果你必须使用 addObserver(Observer<T>&) 接口并且你希望 "observers" 集共同管理观察者对象的生命周期，你可以使用 std::enable_shared_from_this 并使 Observer 成为 [=22] 的子类=].

希望对您有所帮助。

Answer 4

C# 可以很容易地忽略 Subject 中 Observer 的生命周期，并且事情（大部分）会没问题。 C++ 不允许您忽略生命周期。

如果 Subject 应该让所有的 Observer 存活，那么你需要传递 std::shared_ptr<Observer>，而不是 Observer &。

如果你确定你的 Observer 总是比你的 Subject 长寿，或者总是可以在他们死前调用 removeObserver，那么你仍然可以通过 Observer &，并且存储 std::reference_wrapper<Observer>.

如果你所有的Observer都属于std::shared_ptr，但你不想Subject影响他们的生命周期，传递并存储std::weak_ptr<Observer>。

如何创建 shared_ptr 的容器来抽象 class

how to create a container of shared_ptr to abstract class

c++

shared-ptr

c++14