设计模式 22 访问者模式 Visitor Pattern

2024-05-28 21:44

本文主要是介绍设计模式 22 访问者模式 Visitor Pattern,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

设计模式 22 访问者模式 Visitor Pattern

1.定义


访问者模式是一种行为型设计模式,它允许你在不改变已有类结构的情况下,为一组对象添加新的操作。它将算法与对象结构分离,使你能够在不修改现有类的情况下,为这些类添加新的操作。

2.内涵

访问者模式核心概念,有以下几点:

  1. 访问者 (Visitor): 定义了一个访问具体元素的方法,每个方法对应一个具体元素类。
  2. 具体访问者 (ConcreteVisitor): 实现访问者接口,定义对具体元素类的访问逻辑。
  3. 元素 (Element): 定义一个 accept 方法,接受访问者对象并调用访问者的 visit 方法。
  4. 具体元素 (ConcreteElement): 实现元素接口,提供访问者访问其内部状态的方法。

相关UML 图如下所示:

        

解释:

  • Visitor 接口:定义了 visit 方法,接受一个 Element 对象作为参数。
  • ConcreteVisitor 类:实现了 Visitor 接口,并定义了对 Element 对象的具体操作逻辑。
  • Element 接口:定义了 accept 方法,接受一个 Visitor 对象作为参数,并调用访问者的 visit 方法。
  • ConcreteElement 类:实现了 Element 接口,并提供 operation 方法,用于访问其内部状态。

3.案例分析
/*** The Visitor Interface declares a set of visiting methods that correspond to* component classes. The signature of a visiting method allows the visitor to* identify the exact class of the component that it's dealing with.*/
class ConcreteComponentA;
class ConcreteComponentB;class Visitor {public:virtual void VisitConcreteComponentA(const ConcreteComponentA *element) const = 0;virtual void VisitConcreteComponentB(const ConcreteComponentB *element) const = 0;
};/*** The Component interface declares an `accept` method that should take the base* visitor interface as an argument.*/class Component {public:virtual ~Component() {}virtual void Accept(Visitor *visitor) const = 0;
};/*** Each Concrete Component must implement the `Accept` method in such a way that* it calls the visitor's method corresponding to the component's class.*/
class ConcreteComponentA : public Component {/*** Note that we're calling `visitConcreteComponentA`, which matches the* current class name. This way we let the visitor know the class of the* component it works with.*/public:void Accept(Visitor *visitor) const override {visitor->VisitConcreteComponentA(this);}/*** Concrete Components may have special methods that don't exist in their base* class or interface. The Visitor is still able to use these methods since* it's aware of the component's concrete class.*/std::string ExclusiveMethodOfConcreteComponentA() const {return "A";}
};class ConcreteComponentB : public Component {/*** Same here: visitConcreteComponentB => ConcreteComponentB*/public:void Accept(Visitor *visitor) const override {visitor->VisitConcreteComponentB(this);}std::string SpecialMethodOfConcreteComponentB() const {return "B";}
};/*** Concrete Visitors implement several versions of the same algorithm, which can* work with all concrete component classes.** You can experience the biggest benefit of the Visitor pattern when using it* with a complex object structure, such as a Composite tree. In this case, it* might be helpful to store some intermediate state of the algorithm while* executing visitor's methods over various objects of the structure.*/
class ConcreteVisitor1 : public Visitor {public:void VisitConcreteComponentA(const ConcreteComponentA *element) const override {std::cout << element->ExclusiveMethodOfConcreteComponentA() << " + ConcreteVisitor1\n";}void VisitConcreteComponentB(const ConcreteComponentB *element) const override {std::cout << element->SpecialMethodOfConcreteComponentB() << " + ConcreteVisitor1\n";}
};class ConcreteVisitor2 : public Visitor {public:void VisitConcreteComponentA(const ConcreteComponentA *element) const override {std::cout << element->ExclusiveMethodOfConcreteComponentA() << " + ConcreteVisitor2\n";}void VisitConcreteComponentB(const ConcreteComponentB *element) const override {std::cout << element->SpecialMethodOfConcreteComponentB() << " + ConcreteVisitor2\n";}
};
/*** The client code can run visitor operations over any set of elements without* figuring out their concrete classes. The accept operation directs a call to* the appropriate operation in the visitor object.*/
void ClientCode(std::array<const Component *, 2> components, Visitor *visitor) {// ...for (const Component *comp : components) {comp->Accept(visitor);}// ...
}int main() {std::array<const Component *, 2> components = {new ConcreteComponentA, new ConcreteComponentB};std::cout << "The client code works with all visitors via the base Visitor interface:\n";ConcreteVisitor1 *visitor1 = new ConcreteVisitor1;ClientCode(components, visitor1);std::cout << "\n";std::cout << "It allows the same client code to work with different types of visitors:\n";ConcreteVisitor2 *visitor2 = new ConcreteVisitor2;ClientCode(components, visitor2);for (const Component *comp : components) {delete comp;}delete visitor1;delete visitor2;return 0;
}

输出:

The client code works with all visitors via the base Visitor interface:
A + ConcreteVisitor1
B + ConcreteVisitor1It allows the same client code to work with different types of visitors:
A + ConcreteVisitor2
B + ConcreteVisitor2

上述代码类之间关系 UML图,如下所示


4.注意事项

访问者模式在实施过程中,需要考虑以下几个方面,以确保代码的正确性、可维护性和可扩展性:

1. 元素接口的设计:

元素接口应该定义一个 accept 方法,用于接受访问者对象。
accept 方法应该调用访问者的 visit 方法,并将自身作为参数传递给 visit 方法。
元素接口的设计应该尽可能通用,以支持不同类型的元素。


2. 访问者接口的设计:

访问者接口应该定义一个或多个 visit 方法,每个方法对应一个具体元素类。
visit 方法应该接受对应元素类对象作为参数,并执行对该元素类的操作。
访问者接口的设计应该尽可能灵活,以支持不同的操作。


3. 具体访问者类的实现:

每个具体访问者类应该实现访问者接口,并定义对不同元素类的操作逻辑。
具体访问者类的实现应该尽可能清晰、简洁,以提高代码可读性和可维护性。


4. 访问者模式的应用场景:

访问者模式适用于需要为一组对象添加新的操作,而不想修改这些对象的类的情况。
访问者模式也适用于需要对一组对象进行不同的操作,而这些操作之间没有明显的关联的情况。
访问者模式还可以用于将算法逻辑与对象结构分离,提高代码的可读性和可维护性。


5. 访问者模式的局限性:

访问者模式可能会增加代码的复杂性,尤其是当需要处理多种类型的元素时。
访问者模式可能会破坏元素类的封装性,因为访问者需要访问元素类的内部状态。

5.最佳实践


访问者模式是一种强大的工具,但使用不当会导致代码复杂化或破坏封装性。以下是一些最佳实践,帮助你有效地使用访问者模式:

1. 限制访问者数量:

避免过度使用访问者,只在需要为一组对象添加新操作,且不希望修改这些对象本身时使用。
尽量保持访问者数量较少,否则会增加代码复杂度,难以维护。


2. 保持访问者职责单一:

每个访问者应该只负责一种操作,避免将多个操作混杂在一个访问者中。
职责单一的访问者更容易理解和维护,也更容易进行扩展。


3. 避免访问者修改元素状态:

访问者应该主要负责执行操作,而不是修改元素状态。
如果需要修改元素状态,应该通过元素本身的方法来进行,而不是通过访问者。


4. 使用泛型或模板:

对于需要处理多种类型元素的访问者,可以使用泛型或模板来简化代码。
泛型或模板可以避免重复代码,提高代码可读性和可维护性。


5. 考虑使用组合模式:

如果需要对多个层次结构的元素进行操作,可以考虑将访问者模式与组合模式结合使用。
组合模式可以帮助你构建树形结构,而访问者模式可以帮助你遍历树形结构并执行操作。


6. 谨慎使用访问者模式:

访问者模式并非万能的,在某些情况下,其他设计模式可能更适合。
仔细分析你的需求,选择最合适的模式来解决问题。


6.总结

        访问者模式是一种强大的设计模式,但需要谨慎使用。在实施访问者模式时,需要仔细考虑元素接口和访问者接口的设计,以及具体访问者类的实现。同时,需要了解访问者模式的局限性,并选择合适的应用场景。

这篇关于设计模式 22 访问者模式 Visitor Pattern的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1011774

相关文章

Redis Cluster模式配置

《RedisCluster模式配置》:本文主要介绍RedisCluster模式配置,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录分片 一、分片的本质与核心价值二、分片实现方案对比 ‌三、分片算法详解1. ‌范围分片(顺序分片)‌2. ‌哈希分片3. ‌虚

RabbitMQ工作模式中的RPC通信模式详解

《RabbitMQ工作模式中的RPC通信模式详解》在RabbitMQ中,RPC模式通过消息队列实现远程调用功能,这篇文章给大家介绍RabbitMQ工作模式之RPC通信模式,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录RPC通信模式概述工作流程代码案例引入依赖常量类编写客户端代码编写服务端代码RPC通信模式概述在R

SQL Server身份验证模式步骤和示例代码

《SQLServer身份验证模式步骤和示例代码》SQLServer是一个广泛使用的关系数据库管理系统,通常使用两种身份验证模式:Windows身份验证和SQLServer身份验证,本文将详细介绍身份... 目录身份验证方式的概念更改身份验证方式的步骤方法一:使用SQL Server Management S

Redis高可用-主从复制、哨兵模式与集群模式详解

《Redis高可用-主从复制、哨兵模式与集群模式详解》:本文主要介绍Redis高可用-主从复制、哨兵模式与集群模式的使用,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝... 目录Redis高可用-主从复制、哨兵模式与集群模式概要一、主从复制(Master-Slave Repli

一文带你搞懂Redis Stream的6种消息处理模式

《一文带你搞懂RedisStream的6种消息处理模式》Redis5.0版本引入的Stream数据类型,为Redis生态带来了强大而灵活的消息队列功能,本文将为大家详细介绍RedisStream的6... 目录1. 简单消费模式(Simple Consumption)基本概念核心命令实现示例使用场景优缺点2

Nginx location匹配模式与规则详解

《Nginxlocation匹配模式与规则详解》:本文主要介绍Nginxlocation匹配模式与规则,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、环境二、匹配模式1. 精准模式2. 前缀模式(不继续匹配正则)3. 前缀模式(继续匹配正则)4. 正则模式(大

Linux系统配置NAT网络模式的详细步骤(附图文)

《Linux系统配置NAT网络模式的详细步骤(附图文)》本文详细指导如何在VMware环境下配置NAT网络模式,包括设置主机和虚拟机的IP地址、网关,以及针对Linux和Windows系统的具体步骤,... 目录一、配置NAT网络模式二、设置虚拟机交换机网关2.1 打开虚拟机2.2 管理员授权2.3 设置子

SpringBoot如何通过Map实现策略模式

《SpringBoot如何通过Map实现策略模式》策略模式是一种行为设计模式,它允许在运行时选择算法的行为,在Spring框架中,我们可以利用@Resource注解和Map集合来优雅地实现策略模式,这... 目录前言底层机制解析Spring的集合类型自动装配@Resource注解的行为实现原理使用直接使用M

C#原型模式之如何通过克隆对象来优化创建过程

《C#原型模式之如何通过克隆对象来优化创建过程》原型模式是一种创建型设计模式,通过克隆现有对象来创建新对象,避免重复的创建成本和复杂的初始化过程,它适用于对象创建过程复杂、需要大量相似对象或避免重复初... 目录什么是原型模式?原型模式的工作原理C#中如何实现原型模式?1. 定义原型接口2. 实现原型接口3

大数据spark3.5安装部署之local模式详解

《大数据spark3.5安装部署之local模式详解》本文介绍了如何在本地模式下安装和配置Spark,并展示了如何使用SparkShell进行基本的数据处理操作,同时,还介绍了如何通过Spark-su... 目录下载上传解压配置jdk解压配置环境变量启动查看交互操作命令行提交应用spark,一个数据处理框架