访问者模式通过双重分发在不修改元素类的前提下扩展操作，由抽象元素、具体元素、抽象访问者、具体访问者和对象结构组成，适用于元素稳定但操作多变的场景，如AST处理，优点是符合开闭原则，缺点是新增元素需修改所有访问者。
访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它允许你在不修改对象结构的前提下，为对象结构中的元素添加新的操作。C++中实现访问者模式的关键在于双重分发（Double Dispatch），通过虚函数机制实现动态调用。
访问者模式的核心组成
访问者模式包含以下几个核心部分：
- 抽象元素（Element）：定义一个accept方法，接收访问者对象。
- 具体元素（ConcreteElement）：实现accept方法，调用访问者的visit方法。
- 抽象访问者（Visitor）：声明一组visit函数，对应不同的元素类型。
- 具体访问者（ConcreteVisitor）：实现具体的访问逻辑。
- 对象结构（ObjectStructure）：如容器，用于遍历并接受访问者。
代码实现示例
下面是一个简单的C++实现，模拟对不同形状进行“绘制”和“计算面积”的操作：
// 抽象访问者class ShapeVisitor;
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// 抽象元素class Shape {public:virtual ~Shape() = default;virtual void accept(ShapeVisitor& visitor) = 0;};
// 具体元素：圆形class Circle : public Shape {public:double radius;Circle(double r) : radius(r) {}
void accept(ShapeVisitor& visitor) override {
visitor.visit(*this);
}};
// 具体元素：矩形class Rectangle : public Shape {public:double width, height;Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
void accept(ShapeVisitor& visitor) override {
visitor.visit(*this);
}};
// 抽象访问者class ShapeVisitor {public:virtual ~ShapeVisitor() = default;virtual void visit(Circle& circle) = 0;virtual void visit(Rectangle& rectangle) = 0;};
// 具体访问者：绘图class DrawVisitor : public ShapeVisitor {public:void visit(Circle& circle) override {std::cout }
void visit(Rectangle& rectangle) override {
std::cout << "绘制宽 " << rectangle.width << " 高 " << rectangle.height << " 的矩形\n";
}};
// 具体访问者：计算面积class AreaVisitor : public ShapeVisitor {public:double totalArea = 0.0;
void visit(Circle& circle) override {
double area = 3.14159 * circle.radius * circle.radius;
std::cout << "圆形面积: " << area << "\n";
totalArea += area;
}
void visit(Rectangle& rectangle) override {
double area = rectangle.width * rectangle.height;
std::cout << "矩形面积: " << area << "\n";
totalArea += area;
}};
// 使用示例int main() {std::vector<:unique_ptr>> shapes;shapes.push_back(std::make_unique
DrawVisitor drawVisitor;
AreaVisitor areaVisitor;
for (auto& shape : shapes) {
shape->accept(drawVisitor);
}
for (auto& shape : shapes) {
shape->accept(areaVisitor);
}
std::cout << "总面积: " << areaVisitor.totalArea << "\n";
return 0;}
使用场景与优缺点
访问者模式适合以下情况：
- 需要对一个对象结构中的多种元素执行不同的操作，且希望将操作分离。
- 元素类相对稳定，但操作经常扩展。
- 避免在元素类中不断添加新方法导致职责膨胀。
优点：
- 符合开闭原则：新增操作只需添加新的访问者。
- 集中相关操作，便于维护。
缺点：
- 增加新元素类型时，所有访问者都要修改。
- 破坏封装性：访问者可能需要访问元素的内部数据。
- 代码复杂度提高，理解成本上升。
基本上就这些。访问者模式在编译器、AST处理、UI控件遍历等场景中较为常见，合理使用能提升系统扩展性。
