12設計パターン_訪問者パターン_ C言語の実装

その他 2020-09-14 10:34:09 訪問数: null

訪問者モード

1シミュレーションシーン

ネットワークポートドライバーを開発するとします。ネットワークポートには、低速ネットワークポートと高速ネットワークポートの2種類があります。各タイプのネットワークポートは、構成レートと構成モードの操作をサポートしています。すると、ドライバーは次のようになります。

ここに画像の説明を挿入

上記の手順が実装されていると仮定すると、今はビジネスニーズのため、クエリレート操作を追加する必要があります。

次に、実装されたMacクラスとそのサブクラスを変更し、MacクラスとそのサブクラスにGetSpeed（）を追加する必要があります。変更されたドライバーは次のとおりです。

ここに画像の説明を挿入

この変更は明らかに「開閉の原則」に違反しています。

GetSpeed（）をMacクラスとそのサブクラスに変更せずに追加する方法はありますか？

ビジターモデルはそのような方法を提供します。

もちろん、ビジターモデルを使用するための前提条件が必要です。つまり、Macクラスを設計するとき、将来的にMacクラスに操作を追加する可能性があることを予測し、実行時に操作を動的に追加するための共通インターフェイスを予約する必要があります。

最初からビジターパターンから始めましょう。

2訪問者モードの概要

GoFによって提供されるビジターパターンの目的は、オブジェクト構造の各要素に作用する操作を表すことです。つまり、各要素のクラスを変更せずに、これらの要素に作用する新しい操作を定義できます。

上記のシナリオに固有：各要素はMacクラスとそのサブクラスです。新しい操作はGetSpeed（）です。

新しいオペレーションをVisitorとして定義し、新しいオペレーションが追加されるたびにVisitorのサブクラスを追加します。

Macクラスを定義するとき、実行時に動的に操作を追加するための一般的なインターフェイスAccept（Visitor）を予約する必要があります。Acceptは新しいオペレーションを受け取ることができます。このようにして、後で追加される新しい操作の数に関係なく、新しい操作をAcceptを介してMacに適用できます。

ビジターパターンの特定の実装を見てみましょう。

3ビジターモードを使用してネットワークポートドライバーを実装する

参加者

  1. ビジター

訪問者がアクセスできる要素を宣言し、アクセス可能な要素ごとに訪問者操作を宣言します。

上記のシナリオでは、HighSpeedMacとLowSpeedMacの2つのアクセス可能な要素があります。したがって、HighSpeedMacおよびLowSpeedMacに対して、Visitor操作VisitLowSpeedMac（）およびVisitHignSpeedMac（）をそれぞれ宣言する必要があります。

  1. ConcreteVisitor：GetSpeedVisitor

訪問者が宣言した操作を実装します。操作が追加されるたびに、ConcreteVisitorを追加する必要があります。

例としてGetSpeed（）の追加を見てみましょう。後でGetMode（）を追加する必要がある場合は、もう一度GetModeVisitorを定義するだけで済みます。

  1. 要素：Mac

実行時に動的に操作を追加するための一般的なインターフェースAcceptを予約する必要があります

  1. ConcreteElement：LowSpeedMac、HighSpeedMac

ConcreteElement自体のメソッドとAcceptを実現します。

  1. ObjectStruct

Elementを列挙するためのインターフェースを提供します。この例では、例として2つの要素のみを定義するため、特別なObjectStructを定義せずに、メイン関数に直接要素をリストします。

UML

ここに画像の説明を挿入

訪問者サンプルコード

visitor.h

#ifndef VISITOR_H
#define VISITOR_H

#include "mac.h"

struct Visitor {
    void (*VisitLowSpeedMac)(struct Visitor *this, struct Mac *lowSpeedMac);
    void (*VisitHighSpeedMac)(struct Visitor *this, struct Mac *highSpeedMac);
};

#endif

GetSpeedVisitorサンプルコード

get_speed_visitor.h

#ifndef GET_SPEED_VISITOR_H
#define GET_SPEED_VISITOR_H

#include "visitor.h"

// 构造函数
void GetSpeedVisitor(struct Visitor *this);

// 析构函数
void _GetSpeedVisitor(struct Visitor *this);

#endif

get_speed_visitor.c

#include "get_speed_visitor.h"
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>

static void VisitLowSpeedMac(struct Visitor *this, struct Mac *lowSpeedMac)
{
    printf("  get speed for low speed mac, speed is \"%s\"\n", lowSpeedMac->speed);
}

static void VisitHighSpeedMac(struct Visitor *this, struct Mac *highSpeedMac)
{
    printf("  get speed for high speed mac, speed is \"%s\"\n", highSpeedMac->speed);
}

// 构造函数
void GetSpeedVisitor(struct Visitor *this)
{
    this->VisitLowSpeedMac = VisitLowSpeedMac;
    this->VisitHighSpeedMac = VisitHighSpeedMac;
}

// 析构函数
void _GetSpeedVisitor(struct Visitor *this)
{
    this->VisitLowSpeedMac = NULL;
    this->VisitHighSpeedMac = NULL;
}

Macサンプルコード

mac.h

#ifndef MAC_H
#define MAC_H

#include "visitor.h"

struct Mac {
    char mode[50];
    char speed[50];
    // 编译时已实现的操作
    void (*SetMode)(struct Mac *this, char *mode);
    void (*SetSpeed)(struct Mac *this, char *speed);
    // 用于在运行时扩展操作
    void (*Accept)(struct Mac *this, struct Visitor *visitor);
};

#endif

LowSpeedMacサンプルコード

low_speed_mac.h

#ifndef LOW_SPEED_MAC_H
#define LOW_SPEED_MAC_H

#include "mac.h"

// 构造函数
void LowSpeedMac(struct Mac *this);

// 析构函数
void _LowSpeedMac(struct Mac *this);

#endif

low_speed_mac.c

#include "low_speed_mac.h"
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h> 

static void SetMode(struct Mac *this, char *mode)
{
    strcpy(this->mode, mode);
    printf("  set mode for low speed mac, mode is \"%s\"\n", mode);
}

static void SetSpeed(struct Mac *this, char *speed)
{
    strcpy(this->speed, speed);
    printf("  set speed for low speed mac, speed is \"%s\"\n", speed);
}

static void Accept(struct Mac *this, struct Visitor *visitor)
{
    visitor->VisitLowSpeedMac(visitor, this);
}

// 构造函数
void LowSpeedMac(struct Mac *this)
{
    this->mode[0] = 0;
    this->speed[0] = 0;
    this->SetMode = SetMode;
    this->SetSpeed = SetSpeed;
    this->Accept = Accept;
}

// 析构函数
void _LowSpeedMac(struct Mac *this)
{
    this->mode[0] = 0;
    this->speed[0] = 0;
    this->SetMode = NULL;
    this->SetSpeed = NULL;
    this->Accept = NULL;
}

HighSpeedMacサンプルコード

high_speed_mac.h

#ifndef HIGH_SPEED_MAC_H
#define HIGH_SPEED_MAC_H

#include "mac.h"

// 构造函数
void HighSpeedMac(struct Mac *this);

// 析构函数
void _HighSpeedMac(struct Mac *this);

#endif

high_speed_mac.c

#include "high_speed_mac.h"
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h> 

static void SetMode(struct Mac *this, char *mode)
{
    strcpy(this->mode, mode);
    printf("  set mode for high speed mac, mode is \"%s\"\n", mode);
}

static void SetSpeed(struct Mac *this, char *speed)
{
    strcpy(this->speed, speed);
    printf("  set speed for high speed mac, speed is \"%s\"\n", speed);
}

static void Accept(struct Mac *this, struct Visitor *visitor)
{
    visitor->VisitHighSpeedMac(visitor, this);
}

// 构造函数
void HighSpeedMac(struct Mac *this)
{
    this->mode[0] = 0;
    this->speed[0] = 0;
    this->SetMode = SetMode;
    this->SetSpeed = SetSpeed;
    this->Accept = Accept;
}

// 析构函数
void _HighSpeedMac(struct Mac *this)
{
    this->mode[0] = 0;
    this->speed[0] = 0;
    this->SetMode = NULL;
    this->SetSpeed = NULL;
    this->Accept = NULL;
}

クライアントコードの例

#include "low_speed_mac.h"
#include "high_speed_mac.h"
#include "get_speed_visitor.h"
#include <stdio.h>

void main()
{
    struct Mac lowSpeedMac;
    LowSpeedMac(&lowSpeedMac);
    struct Mac highSpeedMac;
    HighSpeedMac(&highSpeedMac);

    printf("调用低速网口编译时已实现的操作：\n");
    lowSpeedMac.SetSpeed(&lowSpeedMac, "1G");
    lowSpeedMac.SetMode(&lowSpeedMac, "GMII");
    printf("\n");
    printf("调用高速网口编译时已实现的操作：\n");
    highSpeedMac.SetSpeed(&highSpeedMac, "50G");
    highSpeedMac.SetMode(&highSpeedMac, "SGMII");
    printf("\n");
   
    printf("--扩展getSpeed操作--\n");
    printf("\n");
    struct Visitor getSpeedVisitor;
    GetSpeedVisitor(&getSpeedVisitor);
    printf("调用低速网口运行时扩展的操作：\n");
    lowSpeedMac.Accept(&lowSpeedMac, &getSpeedVisitor);
    printf("\n");
    printf("调用高速网口运行时扩展的操作：\n");
    highSpeedMac.Accept(&highSpeedMac, &getSpeedVisitor);
    printf("\n");
}

クライアントの表示例

-bash-4.2# ./test
调用低速网口编译时已实现的操作：
  set speed for low speed mac, speed is "1G"
  set mode for low speed mac, mode is "GMII"

调用高速网口编译时已实现的操作：
  set speed for high speed mac, speed is "50G"
  set mode for high speed mac, mode is "SGMII"

--扩展getSpeed操作--

调用低速网口运行时扩展的操作：
  get speed for low speed mac, speed is "1G"

调用高速网口运行时扩展的操作：
  get speed for high speed mac, speed is "50G"

4ビジターモードの使用に関する制限

制限：

前の説明で制限の1つを述べました。要素を設計するときに、将来的に要素に操作が追加される可能性があることを想定し、実行時に動的に操作を追加するための一般的なインターフェイス、つまりAccept（）を予約しました。

制限2：

また、より厳しい制限もあります。Elementのサブクラスの数は、安定している必要があります。

ビジターでは、各要素（つまり、Elementの各サブクラス）に対してビジターオペレーションを宣言する必要があるためです。したがって、Elementのサブクラスを追加するときは、Visitorの定義を変更して新しいVisitor操作を追加する必要があります。これは明らかに「開閉の原則」に違反しています。

したがって、注意してください：この記事のシナリオでは、MacにはLowSpeedMacとHighSpeedMacの2つのサブカテゴリしかないと想定しています。これはより厳しい制限です。実際には、Macのサブカテゴリは安定していません。これは、将来SuperHighSpeedMacを追加する必要がある可能性が非常に高いためです。この場合、ビジターモデルは適用されません。

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転載: blog.csdn.net/weixin_46826913/article/details/107751534
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