C++观察者模式：如何约束类对象避免被重新分配？

在某些场景下（比如使用std::vector时），对象会被重新分配内存，这会给C++观察者模式的实现带来问题。

根据《四人帮》（Gang of Four）书籍中的定义，可观察对象的实现如下：

class ObservableSubject {
public:
  virtual ~ObservableSubject() = default;
  virtual void notify() = 0;

protected:
  ObservableSubject() = default;

private:
  std::vector<Observer*> mObservers;
};

Observer类的实现如下：

class Observer {
public:
  virtual ~Observer() = default;

  virtual void update(ObservableSubject& subject) = 0;

protected:
  Observer() = default;
};

考虑以下示例：

class Mapper final: public Observer  {};

当Mapper对象被存储在std::vector<Mapper>中时，一旦std::vector触发内存重新分配，mObservers中保存的指针就会失效。常规解决方案是改用指针（比如std::shared_ptr），用std::vector<std::shared_ptr<Mapper>>来存储，但这种方案要求开发者必须刻意避免让Mapper对象被重新分配，存在人为失误的隐患。

请问是否存在方法可以在C++中约束某个类，使其对象无法被重新分配？

解决方案：禁止类的拷贝与移动操作 #

对象被重新分配的核心原因是std::vector扩容时会执行拷贝/移动构造操作，将旧内存中的对象复制到新内存后销毁旧对象。因此，只要禁止类的拷贝和移动相关操作，就能从根源上阻止对象被重新分配。

具体实现方式 #

• 显式删除特殊成员函数：在目标类中直接删除拷贝构造、拷贝赋值、移动构造、移动赋值这四个特殊成员函数，编译器会在尝试拷贝/移动对象时直接报错：

  class Mapper final: public Observer {
  public:
      // 禁止拷贝操作
      Mapper(const Mapper&) = delete;
      Mapper& operator=(const Mapper&) = delete;
      // 禁止移动操作
      Mapper(Mapper&&) = delete;
      Mapper& operator=(Mapper&&) = delete;
  };
  

• 复用不可拷贝基类：定义一个通用的不可拷贝/移动基类，让需要约束的类继承它，避免重复编写代码：

  class NonRelocatable {
  public:
      NonRelocatable(const NonRelocatable&) = delete;
      NonRelocatable& operator=(const NonRelocatable&) = delete;
      NonRelocatable(NonRelocatable&&) = delete;
      NonRelocatable& operator=(NonRelocatable&&) = delete;
  protected:
      NonRelocatable() = default;
      ~NonRelocatable() = default;
  };
  
  class Mapper final: public Observer, public NonRelocatable {};
  

效果 #

当尝试将Mapper对象放入std::vector<Mapper>并触发扩容时，编译器会直接抛出错误——因为std::vector无法执行必要的移动/拷贝操作，从编译阶段就彻底阻止了对象被重新分配的可能。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者yonutix