访问者.md

访问者模式 Visitor

背景

例如对于男人和女人，都可以去美发，但具体实现是不同。如果分别对男人和女人做头发，那么成本又高又浪费资源，不如开家美发店，同时提供男人和女人的美发服务。

定义

表示一个作用于^[1]某对象结构中各元素的操作，使程序员可以在^[2]不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

难点 & 关键

1. 作用于对象结构中的各元素

   • 不同的元素结点，但都源于同一个接口(例如男女都是人)， —— 结点类Node。

   • 可以从中抽象出相同的操作，封装为访问者类Visitor。

   • 需要遍历所有结点。

   • 十分抵触对象结构本身的扩展。

2. 不改变各元素的类

   • 结点类中有接受访问者对象的方法Accept。

   • 访问者类中有某种方法对所有具体结点的实现VisitConcreteNode'X'。

3. 谁负责遍历结点？

   • 三个地方： 对象结构中，访问者中，一个独立的迭代器对象中

   • 通常由对象结构负责迭代，或是让Accept操作遍历该元素的各子构件并对每一个递归调用Accept。

4. 单分派和双分派问题

   • C++只能实现accept的单分派：取决于请求的名和接收者的类型。

   • accept的双分派是：执行的操作取决于请求的种类和两个接收者的类型(Visitor和Node的类型)。在支持多分派的语言中，该方法的必需性就变小了

要素

• 每个Node类中有一个 accept( Visitor* )， 这里的Node是整个对象结构中的类对象， 注意这里并不要求Node继承于同一父类。

• Visitor类中有(多个) visitConcreteNode'X'( ConcreteNode'X'* ); 名字最好取成操作的名称。

• ConcreteVisitor实现对应于每个Node的操作实现。为操作(因为新这里实现的算法可能只是整个算法的片段)提供上下文并存储其局部状态。

• 客户使用具体的Visitor对象和对象结构中的具体结点元素Node

• 协作

  • 创建ConcreteVisitor对象，遍历对象结构，并用ConcreteVisitor访问每一个结点。
  • 当一个元素被访问时，调用对应于它的类的Visitor操作。如果必要(需要改变结点状态)，该结点将自身作为参数传递给该Visitor。

优点

• 易于添加新的操作 —— 增加一个新的Visitor即可在一个对象上定义一个新的操作。这使得增加依赖于复杂对象结构的构件的操作变简单了。
• ConcreteVisitor集中于单一职责，分离了无关操作。
• 这里的结点对象不要求继承同一父类，只要在Visitor中设置了对应的接口即可遍历。

不足

• 增加新的结点会很困难 —— 需要修改所有的访问者类家族。
• Visitor在遍历所有结点时可能会累积状态(当状态作为参数提供给visitConcreteNode接口时)。
• 用访问者实现对结点功能的更新时，或visitConcreteNode接口的功能足够强，以至于可以履行结点职责时，迫使Visitor提供被访问结点的内部状态操作，从而破坏封装性。

适用环境

适用于数据结构/对象结构稳定的系统，其将数据结构和作用于数据结构上的操作分离开，使操作集合：

• 对象结构中的类对象数量很少变化，但需要在此结构上定义新的操作；
• 该对象结构被需要应用共享时，用Visitor来实现对不同应用的特化操作；
• 一个对象结构中有许多类对象，且它们有不同的接口，想对这些对象实施一些依赖于某些具体类的操作(将相关操作封装为一个操作对象，从而和不相关的操作隔离)