访问者设计模式通过分离数据结构与操作，允许在不修改类的前提下扩展新功能。定义Visitor接口和accept方法，实现如面积计算、信息打印等操作无需改动Circle、Rectangle类，适用于结构稳定、需频繁新增行为的场景，体现“对扩展开放，对修改关闭”原则。
在C++中，访问者设计模式是一种行为型设计模式，它允许你在不修改原有类结构的前提下，为这些类添加新的操作。这种做法特别适用于类结构相对稳定，但需要频繁扩展新功能的场景。
基本原理与核心思想
访问者模式的核心是把数据结构和作用于其上的操作分离。通过引入一个访问者接口，不同的操作可以封装在不同的访问者实现中，而不需要改动被访问的对象本身。
关键点：
- 定义一个Visitor接口，声明一组visit方法，每个对应一种具体元素类型
- 元素类提供一个accept方法，接收访问者对象并调用其visit方法
- 新增操作只需添加新的访问者类，无需修改已有元素代码
代码实现示例
假设我们有两个数据类：圆形和矩形，现在想分别计算面积、打印信息等，但不想每次加功能都改这两个类。
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1. 定义元素接口和具体元素
// 元素基类 class Shape { public: virtual ~Shape() = default; virtual void accept(class Visitor& v) = 0; };class Circle : public Shape {
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
double getRadius() const { return radius; }
void accept(Visitor& v) override;
};
class Rectangle : public Shape {
double width, height;
public:
Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
double getWidth() const { return width; }
double getHeight() const { return height; }
void accept(Visitor& v) override;
};
2. 定义访问者接口
class Visitor { public: virtual ~Visitor() = default; virtual void visit(Circle& c) = 0; virtual void visit(Rectangle& r) = 0; };
3. 实现具体的访问者
// 计算面积的访问者 class AreaCalculator : public Visitor { double total = 0; public: void visit(Circle& c) override { total += 3.14159 * c.getRadius() * c.getRadius(); } void visit(Rectangle& r) override { total += r.getWidth() * r.getHeight(); } double getResult() const { return total; } };// 打印信息的访问者
class Printer : public Visitor {
public:
void visit(Circle& c) override {
std::cout
}
void visit(Rectangle& r) override {
std::cout
}
};
4. 在元素类中实现accept方法
void Circle::accept(Visitor& v) { v.visit(*this); }void Rectangle::accept(Visitor& v) {
v.visit(*this);
}
5. 使用方式
std::vector<:unique_ptr>> shapes; shapes.push_back(std::make_unique// 添加新操作：计算总面积
AreaCalculator calc;
for (auto& s : shapes) {
s->accept(calc);
}
std::cout
// 添加新操作：打印所有形状
Printer printer;
for (auto& s : shapes) {
s->accept(printer);
}
适用场景与注意事项
这个模式适合以下情况：
- 数据结构稳定，但需要经常增加新的操作
- 希望避免在数据类中堆积大量无关逻辑
- 需要对一组相关类执行不同类型的遍历或处理
注意缺点：
- 每新增一个元素类，所有访问者都要修改（反之则不受影响）
- 破坏了封装性，访问者可能需要暴露内部数据
- 代码量比直接方法略多，小项目中可能显得笨重
基本上就这些。只要结构定下来，后续加功能就很方便，真正做到了“对扩展开放，对修改关闭”。
