什么时候应该使用访问者设计模式?

我一直在博客中看到访客模式的参考，但我不得不承认，我就是不明白。我读了维基百科上关于这个模式的文章，我理解了它的机制，但我仍然不知道什么时候使用它。

作为一个最近才真正了解装饰器模式的人，现在看到它在任何地方都有使用，我希望能够真正直观地理解这个看似方便的模式。

当前回答

我不太熟悉来客模式。看看我做得对不对。假设你有一个动物等级

class Animal {  };
class Dog: public Animal {  };
class Cat: public Animal {  };

(假设它是一个具有良好接口的复杂层次结构。)

现在我们想要向层次结构添加一个新操作，即我们想要每个动物发出它的声音。既然层次结构这么简单，你可以直接用多态性来实现:

class Animal
{ public: virtual void makeSound() = 0; };

class Dog : public Animal
{ public: void makeSound(); };

void Dog::makeSound()
{ std::cout << "woof!\n"; }

class Cat : public Animal
{ public: void makeSound(); };

void Cat::makeSound()
{ std::cout << "meow!\n"; }

但是按照这种方式进行，每次想要添加操作时，都必须修改到层次结构中每个类的接口。现在，假设您对原始界面感到满意，并且希望对其进行尽可能少的修改。

访问者模式允许您在合适的类中移动每个新操作，并且您只需要扩展层次结构的接口一次。我们开始吧。首先，我们定义了一个抽象操作(GoF中的“Visitor”类)，它对层次结构中的每个类都有一个方法:

class Operation
{
public:
    virtual void hereIsADog(Dog *d) = 0;
    virtual void hereIsACat(Cat *c) = 0;
};

然后，我们修改层次结构以接受新的操作:

class Animal
{ public: virtual void letsDo(Operation *v) = 0; };

class Dog : public Animal
{ public: void letsDo(Operation *v); };

void Dog::letsDo(Operation *v)
{ v->hereIsADog(this); }

class Cat : public Animal
{ public: void letsDo(Operation *v); };

void Cat::letsDo(Operation *v)
{ v->hereIsACat(this); }

最后，我们实现了实际的操作，没有修改Cat和Dog:

class Sound : public Operation
{
public:
    void hereIsADog(Dog *d);
    void hereIsACat(Cat *c);
};

void Sound::hereIsADog(Dog *d)
{ std::cout << "woof!\n"; }

void Sound::hereIsACat(Cat *c)
{ std::cout << "meow!\n"; }

现在，您可以在不修改层次结构的情况下添加操作。下面是它的工作原理:

int main()
{
    Cat c;
    Sound theSound;
    c.letsDo(&theSound);
}

2008-11-01 00:11:54

其他回答

感谢@Federico A. Ramponi的精彩解释，我只是在java版本中做了这个。希望对大家有所帮助。

正如@Konrad Rudolph指出的那样，这实际上是使用两个具体实例一起确定运行时方法的双重分派。

因此，实际上，只要正确定义了操作接口，就不需要为操作执行器创建公共接口。

import static java.lang.System.out;
public class Visitor_2 {
    public static void main(String...args) {
        Hearen hearen = new Hearen();
        FoodImpl food = new FoodImpl();
        hearen.showTheHobby(food);
        Katherine katherine = new Katherine();
        katherine.presentHobby(food);
    }
}

interface Hobby {
    void insert(Hearen hearen);
    void embed(Katherine katherine);
}


class Hearen {
    String name = "Hearen";
    void showTheHobby(Hobby hobby) {
        hobby.insert(this);
    }
}

class Katherine {
    String name = "Katherine";
    void presentHobby(Hobby hobby) {
        hobby.embed(this);
    }
}

class FoodImpl implements Hobby {
    public void insert(Hearen hearen) {
        out.println(hearen.name + " start to eat bread");
    }
    public void embed(Katherine katherine) {
        out.println(katherine.name + " start to eat mango");
    }
}

正如您所期望的那样，公共接口将为我们带来更多的清晰度，尽管它实际上并不是这个模式的基本部分。

import static java.lang.System.out;
public class Visitor_2 {
    public static void main(String...args) {
        Hearen hearen = new Hearen();
        FoodImpl food = new FoodImpl();
        hearen.showHobby(food);
        Katherine katherine = new Katherine();
        katherine.showHobby(food);
    }
}

interface Hobby {
    void insert(Hearen hearen);
    void insert(Katherine katherine);
}

abstract class Person {
    String name;
    protected Person(String n) {
        this.name = n;
    }
    abstract void showHobby(Hobby hobby);
}

class Hearen extends  Person {
    public Hearen() {
        super("Hearen");
    }
    @Override
    void showHobby(Hobby hobby) {
        hobby.insert(this);
    }
}

class Katherine extends Person {
    public Katherine() {
        super("Katherine");
    }

    @Override
    void showHobby(Hobby hobby) {
        hobby.insert(this);
    }
}

class FoodImpl implements Hobby {
    public void insert(Hearen hearen) {
        out.println(hearen.name + " start to eat bread");
    }
    public void insert(Katherine katherine) {
        out.println(katherine.name + " start to eat mango");
    }
}

2018-05-29 03:34:19

你困惑的原因可能是来客是一个致命的用词不当。许多(杰出的)程序员都曾遇到过这个问题。它实际做的是用本身不支持它的语言(大多数语言不支持)实现双重调度。

1)我最喜欢的例子是《Effective c++》的作者Scott Meyers，他称这是他最重要的c++啊哈之一!的时刻。

2008-10-31 23:09:36

一种看待它的方法是，访问者模式是一种让客户端向特定类层次结构中的所有类添加额外方法的方式。

当您有一个相当稳定的类层次结构，但您对需要对该层次结构做什么有不断变化的需求时，它是有用的。

经典的例子是编译器之类的。抽象语法树(AST)可以准确地定义编程语言的结构，但是您可能希望在AST上执行的操作将随着项目的进展而变化:代码生成器、漂亮的打印机、调试器、复杂性度量分析。

如果没有访问者模式，每次开发人员想要添加一个新特性时，他们都需要将该方法添加到基类中的每个特性中。当基类出现在单独的库中或由单独的团队生成时，这尤其困难。

(我听说访问者模式与良好的OO实践相冲突，因为它将数据的操作从数据中移开了。访问者模式在正常的OO实践失败的情况下非常有用。)

2008-10-31 23:13:05

基于@Federico A. Ramponi的精彩回答。

想象一下你有这样的层次结构:

public interface IAnimal
{
    void DoSound();
}

public class Dog : IAnimal
{
    public void DoSound()
    {
        Console.WriteLine("Woof");
    }
}

public class Cat : IAnimal
{
    public void DoSound(IOperation o)
    {
        Console.WriteLine("Meaw");
    }
}

如果你需要在这里添加一个“Walk”方法会发生什么?这对整个设计来说是痛苦的。

同时，添加“Walk”方法会生成新的问题。那"吃"和"睡"呢?我们真的必须为我们想要添加的每个新动作或操作添加一个新方法到Animal层次结构中吗?这很难看，但最重要的是，我们永远无法关闭Animal界面。因此，使用访问者模式，我们可以在不修改层次结构的情况下向层次结构添加新方法!

因此，只需检查并运行这个c#示例:

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace VisitorPattern
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var animals = new List<IAnimal>
            {
                new Cat(), new Cat(), new Dog(), new Cat(), 
                new Dog(), new Dog(), new Cat(), new Dog()
            };

            foreach (var animal in animals)
            {
                animal.DoOperation(new Walk());
                animal.DoOperation(new Sound());
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }

    public interface IOperation
    {
        void PerformOperation(Dog dog);
        void PerformOperation(Cat cat);
    }

    public class Walk : IOperation
    {
        public void PerformOperation(Dog dog)
        {
            Console.WriteLine("Dog walking");
        }

        public void PerformOperation(Cat cat)
        {
            Console.WriteLine("Cat Walking");
        }
    }

    public class Sound : IOperation
    {
        public void PerformOperation(Dog dog)
        {
            Console.WriteLine("Woof");
        }

        public void PerformOperation(Cat cat)
        {
            Console.WriteLine("Meaw");
        }
    }

    public interface IAnimal
    {
        void DoOperation(IOperation o);
    }

    public class Dog : IAnimal
    {
        public void DoOperation(IOperation o)
        {
            o.PerformOperation(this);
        }
    }

    public class Cat : IAnimal
    {
        public void DoOperation(IOperation o)
        {
            o.PerformOperation(this);
        }
    }
}

2016-03-28 23:48:38