11、利用访问者设计模式扩展操作

利用访问者设计模式扩展操作

1. 面向对象编程的困境与访问者模式的引入

面向对象编程（OOP）的优势在于易于添加新类型，但在添加新操作方面存在不足。为解决这一问题，可采用访问者设计模式。该模式由四人组（GoF）提出，专注于让开发者能频繁添加操作而非类型。下面以形状绘制为例进行说明。

假设有一个形状层次结构， Shape 类是多个具体形状的基类，例如 Circle 和 Square ，当然也可以有更多形状，如 Triangle 、 Rectangle 或 Ellipse 。

2. 设计问题分析

假设已经拥有所有需要的形状，即形状集合是封闭的，但缺少一些操作，如旋转形状、序列化形状（将形状实例转换为字节）和绘制形状等，并且希望任何人都能轻松添加新操作，即操作集合是开放的。

若要添加新操作，通常需要在基类中插入新的虚函数，但这会带来诸多问题：
- 权限问题 ：并非所有人都能修改基类代码，无法满足任何人都能添加操作的需求。
- 纯虚函数问题 ：若使用纯虚函数，需在每个派生类中实现该函数，这会给其他继承 Shape 基类创建形状的人带来额外工作。
- 普通虚函数问题 ：对于某些操作，如 serialize() ，很难提供合理的默认实现。若默认抛出异常，本质上还是要求派生