访问者模式(Visitor Pattern)

目的：

在不改变一个已存在的类的层次结构的情况下，为这个层次结构中的某些类定义一个新的操作，这个新的操作作用于(操作)已存在的类对象，也即新的操作需要访问被作用的对象。

应用范围：

一个对象层次结构中包含很多类对象，它们有不同的接口，而你想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作。例如访问类一般访问的是类层次中最低层的类(具体类，其父类假设为抽象类)对象。

需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而你想避免让这些操作“污染”这些对象的类。Visitor使得你可以将相关的操作集中起来定义在一个类中。当该对象结构被很多应用(访问类)共享时，用Visitor模式让每个应用(访问类)仅包含需要用到的操作。

定义对象结构的类很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作。改变对象结构类需要重定义对所有访问者的接口，这可能需要很大的代价。如果对象结构类经常改变，那么可能还是在这些类中定义这些操作较好。

 

简单形式：

访问者模式需要被扩展的类层次结构提供必要的支持。

访问者模式的机制包括：

1　在一个层次结构中，为某些类或者所有类都增加一个Accept()操作。这个方法的每个实现都可以接收一个参数。参数的类型是我们将要创建的一个接口。

2　利用一些操作创建一个接口。这些操作可以共享一个公共名称（如Visitor），但是具有不同的参数类型。在需要进行扩展的层次结构中。每个类都要声明一个这样的操作。

如以上的类图所示，每一个被访问的Element类，都必须带有一个Accept()方法，以能接受访问者IVisitor接口的访问；而每一个访问者的实现类CarryElementVisitor和DeleteElementVisitor类分别实现了对Element类的子类Element1和Element2的Carry(运送)和Delete(删除)操作。

以下的序列图演示了删除一个Element1对象的过程。

如序列图所示，模式的使用者先分别创建了一个DeleteElementVisitor的访问者visitor对象和一个Element1的被访问者element对象，然后使用者向element发送Accept()消息，以让element接受visitor的访问，而element又进一步向访问者visitor发送Visitor()消息，以让访问者访问自己，以达到使用者删除element对象的目的。这也是所谓的二次分发的过程。二次分发的好处在带有聚合关系的形式中才能得以体现。

由此可见每一个Visitor子类其实是实现一个扩展的新的行为。而当将这个子类传入被访问对象时，实际是对被访问对象执行了所实现的新的行为。

 

聚合形式：

在类层次中添加一个集合对象（或由集合对象组成的对象），可以解决有聚合关系的场合的应用，对集合中的所有对象执行相同的操作。添加集合对象的类图如下，其中的Collection对象就是人们常说的ObjectStructure对象。

而相对于集合对象的Delete操作可以用下面的序列图表示：

如上图所示，使用者向Collection对象发送Accept()消息，而Collection对象再向集合中的每一个Element(不是Element1或Element2)对象发送Accept()消息以完成访问操作。

这时，二次分发的好处也开始出现：VisitorClient对象并不需要知道其最后具体调用的是哪个Visitor()方法，对于Collection中的每一个Element，而是利用Element子类的继承多态和IVisitor接口重载的Visitor()方法，交由编译器去确定。

 

 

混合（合成模式）形式：

将简单形式和集合形式的二种情况合在一起，则得到第三种形式，如下图所示。

从上图可以看出，在这种混合的形式下，ElementCollection即是Element的一个子类，同时又是由Element组合成的一个对象，这就类似于控件也可以是其他控件的容器这种情况。此时，会出现一个问题，这是一种默认可以产生环形结构的一种形式，如果在不加限制的情况下生成一些对象后再使用递归，将出现死循环，所以在使用的过程中必须设法进行限制。这也说明了，在使用Visitor模式的时候，要求访问者必须对被访问者的结构有所了解。

同时，IComplexVisitor与前面的IVisitor接口的Visitor()方法所接受的参数也发生了变化，这是由于被访问者的类层次发生了变化，这也要求Visitor模式将被常用于被访问者的类层次相当稳定的情况下，否则一旦被访问者发生变化，所必须进行的修改也将是巨大的。比如在数据结构（被访问者）和算法（访问者）分离使用Visitor模式的情况下，数据结构必须是相当稳定，数据结构一旦变化，所有相关的算法也必须进行修改而与之相适应。

 

 

访问者模式的优点：

访问者模式使得增加新的操作变得很容易。如果一些操作依赖于一个复杂的结构对象的话，那么一般而言，增加新的操作会很复杂。而使用访问者模式，增加新的操作就意味着增加一个新的访问者类，因此，变得很容易。

访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中，而不是分散到一个个的节点类中。

 

访问者模式的缺点：

如果被访问者的类层次是多变的，访问者模式将不适用。

访问者在需要进行某些操作时，必须要能得到被访问者的一些内部数据，这也限制了访问者的所有支持的功能。