C++多层模板类间的数据传递方案咨询

示例代码 #

struct InteractWithUser{
    void showInfo(){
        printf("Connected clients: %d\n", x);
    }
    
    int x;
};

struct Worker{
    InteractWithUser ui;
};

struct TCPServer{
    int connected_clients;
    Worker w;

    bool processLoop();

    InteractWithUser &getUI(){
        return w.ui;
    }
};

int main(){
    TCPServer srv;
    while(srv.processLoop()){
        // 除了虚函数，我想不到别的办法了
        srv.getUI().x = srv.connected_clients;
    }
}

需求与现有方案 #

我需要在类之间传递数据（比如示例中的srv.connected_clients），但TCPServer和InteractWithUser之间隔了多个模板类，难以确定确切类型。目前想到三种方法：

• 在服务器循环内执行srv.getUI().x = srv.connected_clients;，但循环内手动赋值的方式不够理想。
• 在InteractWithUser中存储srv.connected_clients的指针或引用，但可能引发生命周期等问题。
• 使用抽象类与虚函数。

补充可行方案 #

• 观察者模式：将TCPServer设为被观察者，InteractWithUser作为观察者。当connected_clients数值变化时，TCPServer主动通知所有订阅的观察者更新数据。这种方式无需循环内手动赋值，避免了直接持有引用/指针的风险，且通过抽象观察者接口能适配模板类的类型不确定性。
• 依赖注入：给InteractWithUser注入一个抽象的ClientCountProvider接口（而非直接依赖TCPServer），该接口提供获取客户端数量的方法。InteractWithUser仅依赖抽象接口，不关心具体实现类，完美适配模板类场景下的类型模糊问题。
• 函数对象/std::function：在InteractWithUser中存储一个可调用对象，比如std::function<int()> client_count_getter。初始化时将获取connected_clients的逻辑绑定进去（例如[&srv](){ return srv.connected_clients; }），既避免了直接持有对象引用，又能灵活获取数据，适配模板类场景。
• 事件总线：引入事件总线中间层，TCPServer在connected_clients变化时发送事件，InteractWithUser订阅该事件并更新自身数据。这种方式彻底解耦两个类，适合复杂层级和模板类场景，唯一缺点是增加了中间层的复杂度。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nick