C++中的访问者模式:实现与应用

深夜诗人 2019-02-23 ⋅ 18 阅读

访问者模式是一种行为型设计模式,它允许你在不修改现有对象结构的情况下,定义新的操作算法。该模式通过将操作封装在访问者对象中,使得可以在不同对象上执行相同的操作,同时不破坏对象的封装性。

实现访问者模式

在C++中,实现访问者模式通常需要以下几个元素:

元素对象(Element)

元素对象是访问者模式中的被访问对象。可以是一个抽象类或接口,定义了接受访问者对象的方法。

class Element {
public:
    virtual void accept(Visitor& visitor) = 0;
};

具体元素对象(ConcreteElement)

具体元素对象是元素对象的实现,实现了接受访问者对象的方法。

class ConcreteElement1 : public Element {
public:
    void accept(Visitor& visitor) override {
        visitor.visitConcreteElement1(*this);
    }
};

class ConcreteElement2 : public Element {
public:
    void accept(Visitor& visitor) override {
        visitor.visitConcreteElement2(*this);
    }
};

访问者对象(Visitor)

访问者对象是封装了操作算法的对象,可以定义多个不同的操作方法。

class Visitor {
public:
    virtual void visitConcreteElement1(ConcreteElement1& element) = 0;
    virtual void visitConcreteElement2(ConcreteElement2& element) = 0;
};

具体访问者对象(ConcreteVisitor)

具体访问者对象实现了访问者对象定义的操作方法。

class ConcreteVisitor : public Visitor {
public:
    void visitConcreteElement1(ConcreteElement1& element) override {
        // 执行操作算法1
    }

    void visitConcreteElement2(ConcreteElement2& element) override {
        // 执行操作算法2
    }
};

对象结构(ObjectStructure)

对象结构是元素对象的集合,可以是一个容器或集合类。

class ObjectStructure {
public:
    void add(Element& element) {
        elements.push_back(&element);
    }

    void accept(Visitor& visitor) {
        for (Element* element : elements) {
            element->accept(visitor);
        }
    }

private:
    std::vector<Element*> elements;
};

应用访问者模式

使用访问者模式时,首先创建元素对象和访问者对象,然后将元素对象加入到对象结构中,最后调用对象结构的accept方法执行操作。

int main() {
    ConcreteElement1 element1;
    ConcreteElement2 element2;

    ObjectStructure objectStructure;
    objectStructure.add(element1);
    objectStructure.add(element2);

    ConcreteVisitor visitor;
    objectStructure.accept(visitor);

    return 0;
}

在上述示例中,具体访问者对象执行了不同的操作算法,具体元素对象根据其类型调用访问者对象的相应方法。

总结

访问者模式是一种非常强大的设计模式,可以在不修改现有对象结构的情况下,定义新的操作算法。这种模式适用于对象结构中的类很少发生变化,但经常需要在不同的对象上执行相同的操作的场景。通过将操作封装在访问者对象中,可以使得添加新的操作变得简单,同时不破坏对象的封装性。


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