访问者模式

模式简介

有些时候，我们需要遍历所有的元素，但是对具体元素的访问方式存在差异。但是，我们不能直接改变类内部的结构，否则就违反了开闭原则了。举个例子，假设我们有一个抽象商品类Product，其他所有的商品都必须继承自这个抽象类。现在需要进行结帐服务，那么肯定要遍历整个购物车中的物品，然后对不同的产品进行结帐服务。但是，问题在于，不同的产品结帐的方式是不同的，比如书是按本卖的，零食可能是按千克卖的。如果此时要把访问的方式重新添加到商品的方法中，肯定会破换开闭原则，造成大量源代码的更改。如果我们把不同的计费方式写在流程方法中，那么如果以后要增加商品的类型，必然要修改计费流程方法，如果有多个地方都涉及到计费流程，那么这个要写多处；更麻烦的是，如果要在不同季节有不同的折扣等的服务，那么此时的源代码的修改会过于复杂，不符合软件工程的思想。

现在，就是访问者模式显现作用了。访问这个过程是抽象的，即不同的商品可以有一个统一的访问方式；真正的区别在于不同的商品有不同的计费方式。那么，我们可以抽象出一个抽象的访问类，这个访问类中有不同的访问函数visit，visit函数的参数可以对应不同的商品类，这样可以利用运行时多态来区分。之后，我们再实例化不同的具体访问者类，这些访问者可以根据具体的情景，来实例化不同的方法。

最后需要一个ObjectStructure类，这个类用于把不同的商品组织到一起，然后可以设定不同的访问者，之后产品在引入访问者即可。

UML类图

实现方法

#include 
#include 
#include 

// 这里是前置声明，更好的写法是分开不同的头文件和源文件，本文为了方便才写在一个文件中了。
class ConcreteElement1;
class ConcreteElement2;

class Visitor {
public:
    virtual void visit(ConcreteElement1*) = 0;
    virtual void visit(ConcreteElement2*) = 0;
};

class Element {  // 抽象的元素类
public:
    virtual void accept(std::shared_ptr<Visitor>) = 0;  // 这个方法用于接受不同的访问者
};

class ConcreteElement1 : public Element {
public:
    void accept(std::shared_ptr<Visitor> visitor) {
        visitor->visit(this);
    }
};

class ConcreteElement2 : public Element {
public:
    void accept(std::shared_ptr<Visitor> visitor) {
        visitor->visit(this);
    }
};

class ConcreteVisitor : public Visitor {
public:
    void visit(ConcreteElement1* ce1) override {
        std::cout  << "Visit ConcreteElement1\n";
    } 

    void visit(ConcreteElement2* ce2) override {
        std::cout  << "Visit ConcreteElement2\n";
    }
};

class ObjectStucture {
public:
    void addElement(std::shared_ptr<Element> element) {
        m_ltElement.emplace_back(std::move(element));
    }

    void removeElement(std::shared_ptr<Element> element) {
        m_ltElement.remove(std::move(element));
    }

    void setVisitor(std::shared_ptr<Visitor> visitor) {
        m_spVisitor = std::move(visitor);
    }

    void visitElements() {
        for (const auto& it: m_ltElement) {
            it->accept(m_spVisitor);
        }
    }

private:
    std::shared_ptr<Visitor> m_spVisitor;
    std::list<std::shared_ptr<Element>> m_ltElement;
};

int main() {
    ObjectStucture os;
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        if (i % 2 == 0) {
            os.addElement(std::make_shared<ConcreteElement1>());
        } else {
            os.addElement(std::make_shared<ConcreteElement2>());
        }
    }
    os.setVisitor(std::make_shared<ConcreteVisitor>());
    os.visitElements();
    return 0;
}

输出结果：

Visit ConcreteElement1
Visit ConcreteElement2
Visit ConcreteElement1
Visit ConcreteElement2
Visit ConcreteElement1