设计模式笔记—22_Visitor访问器模式

Visitor访问器模式是一种“行为变化”模式

• 在组件的构建过程中，组件行为的变化经常导致组件本身剧烈的变化。“行为变化”模式将组件的行为和组件本身进行解耦，从而支持组件行为的变化，实现两者之间的松耦合

动机

• 在软件构建过程中，由于需求的改变，某些类层次结构中常常需要增加新的行为（方法），如果直接在基类中做这样的更改，将会给子类带来很繁重的变更负担，甚至破坏原有设计
• 如何在不更改类层次结构的前提下，在运行时根据需要透明地位类层次结构上的各个类动态添加新的操作，从而避免上述问题？

定义

• 表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作**。使得可以在不改变（稳定）各元素的类的前提下定义（扩展）作用于这些元素的新操作（变化）**

结构

代码对比

visitor1.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

class Visitor;


class Element
{
public:
    virtual void Func1() = 0;
    
    virtual void Func2(int data)=0;
    virtual void Func3(int data)=0;
    //...
    
    virtual ~Element(){}
};

class ElementA : public Element
{
public:
    void Func1() override{
        //...
    }
    
    void Func2(int data) override{
        //...
    }
    
};

class ElementB : public Element
{
public:
    void Func1() override{
        //***
    }
    
    void Func2(int data) override {
        //***
    }
    
};

visitor2.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

class Visitor;


class Element
{
public:
    virtual void accept(Visitor& visitor) = 0; //第一次多态辨析

    virtual ~Element(){}
};

class ElementA : public Element
{
public:
    void accept(Visitor &visitor) override {
        visitor.visitElementA(*this);
    }
    

};

class ElementB : public Element
{
public:
    void accept(Visitor &visitor) override {
        visitor.visitElementB(*this); //第二次多态辨析
    }

};


class Visitor{
public:
    virtual void visitElementA(ElementA& element) = 0;
    virtual void visitElementB(ElementB& element) = 0;
    
    virtual ~Visitor(){}
};

//==================================

//扩展1
class Visitor1 : public Visitor{
public:
    void visitElementA(ElementA& element) override{
        cout << "Visitor1 is processing ElementA" << endl;
    }
        
    void visitElementB(ElementB& element) override{
        cout << "Visitor1 is processing ElementB" << endl;
    }
};
     
//扩展2
class Visitor2 : public Visitor{
public:
    void visitElementA(ElementA& element) override{
        cout << "Visitor2 is processing ElementA" << endl;
    }
    
    void visitElementB(ElementB& element) override{
        cout << "Visitor2 is processing ElementB" << endl;
    }
};
        
    

        
int main()
{
    Visitor2 visitor;
    ElementB elementB;
    elementB.accept(visitor);// double dispatch
    
    ElementA elementA;
    elementA.accept(visitor);

    
    return 0;
}

对比

• visitor1.cpp中由于需求的变化，如果要在部署、分发后给基类接口添加功能的话，一般的做法是在接口类Element中直接添加方法Func2，然后在派生类中override这个方法。这违背了开闭原则，给子类带来了繁重的变更负担，甚至破坏了原有设计
• visitor2.cpp先在基类中预置了一个accept(visitor&)的方法接口，这个接口包含将来可能会增加的一些操作。在要添加具体的操作时，定义继承visitor基类的派生子类，再override相关的访问和操作函数visitElement。在调用时直接使用element.accept(visitor)，这样具体运行时element是多态的，accept(visitor)也是多态的，即double dispatch（二次多态辨析）

要点总结

• Visitor模式通过所谓双重分发（double dispatch）来实现在不更改（不添加新的操作-编译时）Element类层次结构的前提下，在运行时透明地位类层次结构上的各个类动态添加新的操作（支持变化）
• 所谓双重分发即Visitor模式中间包括了两个多态分发（注意其中的多态机制）：第一个为accept方法的多态辨析；第二个为visitElementX方法的多态辨析
• Visitor模式的最大缺点在于扩展类层次结构（增添新的Element子类），会导致Visitor类的改变。因此Visitor模式适用于“Element类层次结构稳定，而其中的操作却经常面临频繁改动”的情形