访问者模式

在访问者模式（Visitor Pattern）中，我们使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。

介绍

意图：主要将数据结构与数据操作分离。

主要解决：稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。

何时使用：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，使用访问者模式将这些封装到类中。

如何解决：在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。

关键代码：在数据基础类里面有一个方法接受访问者，将自身引用传入访问者。

应用实例：您在朋友家做客，您是访问者，朋友接受您的访问，您通过朋友的描述，然后对朋友的描述做出一个判断，这就是访问者模式。

优点： 1、符合单一职责原则。 2、优秀的扩展性。 3、灵活性。

缺点： 1、具体元素对访问者公布细节，违反了迪米特原则。 2、具体元素变更比较困难。 3、违反了依赖倒置原则，依赖了具体类，没有依赖抽象。

使用场景： 1、对象结构中对象对应的类很少改变，但经常需要在此对象结构上定义新的操作。 2、需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类。

注意事项：访问者可以对功能进行统一，可以做报表、UI、拦截器与过滤器。

实现

我们将创建一个定义接受操作的 ComputerPart 接口。Keyboard、Mouse、Monitor 和 Computer 是实现了 ComputerPart 接口的实体类。我们将定义另一个接口 ComputerPartVisitor，它定义了访问者类的操作。Computer 使用实体访问者来执行相应的动作。

VisitorPatternDemo，我们的演示类使用 Computer、ComputerPartVisitor 类来演示访问者模式的用法。

访问者模式的 UML 图

裸指针版本

步骤 1

定义一个表示元素的接口。

class ComputerPart{
protected:
    std::string name;
public:
    explicit ComputerPart(const std::string &name):name(std::move(name)){}
    virtual ~ComputerPart() = default ;
    std::string getName(){ return this->name;}
    
    virtual void accept(ComputerPartVisitor * visitor) = 0;
};

步骤 2

创建扩展了上述类的实体类。

class Mouse : public ComputerPart{
public:
    explicit Mouse(const std::string &name):ComputerPart(name){}

    void accept(ComputerPartVisitor *visitor) override {
        visitor->visit(this);
    }
};

class Monitor : public ComputerPart{
public:
    explicit Monitor(const std::string &name):ComputerPart(name){}

    void accept(ComputerPartVisitor *visitor) override {
        visitor->visit(this);
    }
};

class Keyboard : public ComputerPart{
public:
    explicit Keyboard(const std::string &name):ComputerPart(name){}

    void accept(ComputerPartVisitor *visitor) override {
        visitor->visit(this);
    }
};

class Computer : public ComputerPart{
private:
    std::vector<ComputerPart *> _computer_parts;
public:
    explicit Computer(const std::string & name):ComputerPart(name){
        _computer_parts.push_back(new Mouse("Mouse"));
        _computer_parts.push_back(new Keyboard("Keyboard"));
        _computer_parts.push_back(new Monitor("Monitor"));
    }
    ~Computer(){
        std::vector<ComputerPart*>::iterator iter;
        for(iter = _computer_parts.begin();iter != _computer_parts.end();iter++){
            delete(*iter);
        }
    }

    void accept(ComputerPartVisitor *visitor) override {
        std::vector<ComputerPart *>::iterator iter;
        for(iter = _computer_parts.begin();iter != _computer_parts.end();iter++){
            (*iter)->accept(visitor);
        }
        visitor->visit(this);
    }
};

步骤 3

定义一个表示访问者的接口。

class ComputerPartVisitor{
public:
    virtual ~ComputerPartVisitor() = default ;
    virtual void visit(Computer * part) = 0;
    virtual void visit(Mouse * part) = 0;
    virtual void visit(Keyboard * part) = 0;
    virtual void visit(Monitor * part) = 0;
};

步骤 4

创建实现了上述类的实体访问者

class ComputerPartDisplayVisitor: public  ComputerPartVisitor{
public:
    void visit(Computer *part) override {
       std::cout << "dispaly " << part->getName() << std::endl;
    }

    void visit(Mouse *part) override {
        std::cout << "dispaly " << part->getName() << std::endl;
    }

    void visit(Keyboard *part) override {
        std::cout << "dispaly " << part->getName() << std::endl;
    }

    void visit(Monitor *part) override {
        std::cout << "dispaly " << part->getName() << std::endl;
    }
};

为了便于凸显该模式的特点，这里再多定义一种访问者

class ComputerPartOutputVisitor: public  ComputerPartVisitor{
public:
    void visit(Computer *part) override {
        std::cout << "Output " << part->getName() << std::endl;
    }

    void visit(Mouse *part) override {
        std::cout << "Output " << part->getName() << std::endl;
    }

    void visit(Keyboard *part) override {
        std::cout << "Output " << part->getName() << std::endl;
    }

    void visit(Monitor *part) override {
        std::cout << "Output " << part->getName() << std::endl;
    }
};

步骤 5

使用 ComputerPartDisplayVisitor 和 ComputerPartOutputVisitor 来访问 Computer 的组成部分。

int main() {

    ComputerPartVisitor * displayVisitor = new ComputerPartDisplayVisitor();
    ComputerPartVisitor * outputVisitor = new ComputerPartOutputVisitor();
    Computer * computer = new Computer("Computer");
    computer->accept(displayVisitor);
    computer->accept(outputVisitor);
    delete(computer);
    delete(displayVisitor);
    delete(outputVisitor);

    return 0;
}

步骤 6

验证输出。

dispaly Mouse
dispaly Keyboard
dispaly Monitor
dispaly Computer
Output Mouse
Output Keyboard
Output Monitor
Output Computer

设计模式C++实现--visitor模式