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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?


Defination

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)。


Structure

模板方法


Impletation

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#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 {
//***
}
};

上述代码的问题在于,如果需要在Element类中添加新的行为,需要在它所有子类中都要重写新的行为,违背了开放封闭原则。‘

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#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;
}


Summary

  • 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,在运行时透明地为类层次结构上的各个动态类添加新的操作(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方法的多态解析;第二个为visitElementX方法的多态解析。
  • 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”。