shared_ptrによるObserverパターンの実装

── ついでにBridgeパターンも

step-4: ちゃんと死ぬObserver

　さてこのコード、三度のroom.increment()の後、dispがその役目を終えこの世から消えたはずなのに、その後のroom.decrement()に反応してしまいます。イベントの発行元であるRoomTemp、すなわちSubjectがshared_ptr<ObserverBody>を持っているため、ObserverBodyを捕まえたまま手放さないからです。Observerが死ぬときには同時にObserverBodyも死んでほしい、さらにSubjectはObserverBodyの生死を判断し、生きている時に限ってupdateしたい。こんな振る舞いを実現すべく、Subjectが内包するvector<shared_ptr<ObserverBody>>をvector<weak_ptr<ObserverBody>>に改めます。weak_ptr（弱参照ポインタ）はそれが指すオブジェクトの生死を判定することができます。

List-4

/* [step-4]
 * std::weak_ptr(弱参照)によるObserverパターン実装
 */
#include <vector>
#include <memory>
#include <algorithm>

class ObserverBody {
    friend class Subject;
public:
    virtual ~ObserverBody() {}
protected:
    virtual void update(Subject*) =0; // コレが呼び出されるハンドラ
};

class Observer {
    friend class Subject;
    typedef std::shared_ptr<ObserverBody> body_type;
private:
    body_type body_;
protected:
    void set_body(body_type body) { body_ = body; }
    body_type body() const { return body_; }
public:
    virtual ~Observer() {}
};

class Subject {
private:
    std::vector<std::weak_ptr<ObserverBody>> obs_;
public:
    // Observerを登録
    void add_observer(Observer& o) {
        if ( std::find_if(obs_.begin(), obs_.end(),
               [&](std::weak_ptr<ObserverBody> w) 
                     { return w.lock() == o.body(); }) == obs_.end() ) {
            obs_.push_back(o.body());
        }
    }
    // Observerの登録抹消
    void delete_observer(Observer& o) {
        auto iter = std::find_if(obs_.begin(), obs_.end(),
                      [&](std::weak_ptr<ObserverBody> w) 
                            { return w.lock() == o.body(); });
        if ( iter != obs_.end() ) {
            obs_.erase(iter);
        }
    }
protected:
    // 登録されたObserverのハンドラを呼び出す
    void notify() {
        // お掃除ののち、ハンドラを呼び出す
        sweep();
        std::for_each(obs_.begin(), obs_.end(),
                      [this](std::weak_ptr<ObserverBody> w) 
                                { w.lock()->update(this);});
    }
public:
    // 賞味期限の切れたポインタを取り除く
    void sweep() {
        obs_.erase(std::remove_if(obs_.begin(), obs_.end(),
                                   [](std::weak_ptr<ObserverBody> w) 
                                      { return w.expired(); }),
                   obs_.end());
    }
};

/*
 * おためし
 */
#include <iostream>

// 室温
class RoomTemp : public Subject {
private:
    int value_; //
public:
    RoomTemp(int initial) : value_(initial) {}
    void increment() // 室温を1度上げる
        { ++value_; notify(); }
    void decrement() // 室温を1度下げる
        { --value_; notify(); }
    int get_temp() const // 現在の室温
        { return value_; }
};

// 温度表示パネル
class TempDispBody : public ObserverBody {
public:
    ~TempDispBody() { std::cout << "お疲れ様でしたー" << std::endl; }
protected:
    virtual void update(Subject* from) {
        int temp = static_cast<RoomTemp*>(from)->get_temp();
        std::cout << "現在の温度: " << temp << "℃" << std::endl;
    }
};

class TempDisp : public Observer {
public:
    TempDisp() { set_body(std::make_shared<TempDispBody>()); }
};

int main() {
    {
      RoomTemp room(20);
      {
        TempDisp disp;
        room.add_observer(disp);
        room.increment(); room.increment(); room.increment();
//      room.delete_observer(disp);
        std::cout << "TempDisp御役御免" << std::endl;
      }
      room.decrement(); room.decrement(); room.decrement();
    }
    std::cout << "これにて一件落着" << std::endl;
}

　とまぁそんなわけで、shared_ptrで2つのパターン、ObserverとBridgeを実装してみました。ガベージコレクタのないC++において、shared_ptrは強力な手駒となりますね。