c++ - 何时真正使用访客模式

Question

好吧，在将此标记为重复之前，让我澄清一下自己。
我正在阅读有关访客模式及其适用用途的信息。

我偶然发现了这篇文章:
When should I use the Visitor Design Pattern?

写下第一个答案的用户说:

Now we want to add a new operation to the hierarchy, namely we want each animal to make its sound. As far as the hierarchy is this simple, you can do it with straight polymorphism:
...
But proceeding in this way, each time you want to add an operation you must modify the interface to every single class of the hierarchy.

现在，从他的角度来看，我基本上看到了为什么需要这样做，这基本上是一种通过缩短编译时间来减少编译时间的方法，因此，并不是每次您要向类层次结构中添加新的多态方法时，整个层次结构都会被重新编译。

但是他还说，只要是“简单”层次结构，就可以在层次结构中添加新的多态方法。但是我的问题是，何时确定界限，确定什么是简单的，什么不是简单的。
而且，如果一个层次结构是一个复杂的层次结构，但是添加一个新方法只是使它成为一个实例方法，而不是将一个操作包含在一个完全不同的类中，那该怎么办？

经过更多搜索，我发现本文解释了访问者模式及其用途
http://butunclebob.com/ArticleS.UncleBob.IuseVisitor

作者举了一个例子，其中编写实例方法使对象与某事物耦合，然后将该方法移至另一个类(来访者)破坏了解耦。这对我来说更有意义，但我仍然不确定何时应该真正使用此模式，第一个论点是“每次要添加新的多态方法时都要更改层次结构时间...”在我看来这是一个借口，因为如果某个方法似乎适合层次结构，那么它应该在逻辑上应该存在。假设Animal示例是一个非常复杂的层次结构，我将决定添加make sound方法，添加一个实例方法将是一个合理的选择(在我看来头脑)。
但是也许我错了，所以我在这里寻求对此的更多见解，也许有人可以启发我。

Answer 1

访问者模式适用于需要双重分发且编程语言不支持它的情况。

我是C#开发人员，C#不直接支持它，而且我认为C++也不支持。 (尽管在C#的较新版本中，在C#4.0之后，仍有dynamic关键字可以解决问题)。

我将以一个示例来说明一种情况，在这种情况下，我们需要双重调度以及访问者如何帮助我们做到这一点。
(由于我是C#开发人员，所以我的代码库是C#，请耐心等待，但我保证，我已尽力使它尽可能保持语言中立)

示例:

可以说我有3种类型的移动设备-iPhone，Android，Windows Mobile。

所有这三个设备都安装了蓝牙 radio 。

假设蓝牙 radio 可以来自两个独立的OEM:英特尔和Broadcom。

只是为了使示例与我们的讨论相关，我们还假设英特尔 radio 公开的API与Broadcom radio 公开的API不同。

这是我类(class)的样子–




现在，我要介绍一个操作–在移动设备上打开蓝牙。

它的功能签名应该像这样–

 void SwitchOnBlueTooth(IMobileDevice mobileDevice, IBlueToothRadio blueToothRadio)

因此，取决于 设备的正确类型和 (取决于蓝牙 radio 设备的正确类型)，可以通过 调用适当的步骤或算法将其打开。

原则上，它变成一个3 x 2的矩阵，其中，我试图根据所涉及对象的正确类型对正确的操作进行矢量化处理。

多态行为取决于两个参数的类型。



现在，我将向访客介绍此问题的模式。灵感来自维基百科页面:“本质上，访问者允许一个人向一类类添加新的虚拟函数，而无需修改类本身；而是创建一个访问者类，该类实现虚拟函数的所有适当特化。访问者将实例引用作为输入，并通过双重调度实现目标。”

由于3x2矩阵，此处必须进行双重调度

在代码中引入访客模式-

我必须先做出决定，哪个类层次结构更稳定(不易更改)–设备类层次结构或蓝牙类层次结构。
一种更稳定的将成为可访问的类(class)，而另一种稳定的将成为访问者的类(class)。在本例中，我将说设备类更稳定。

这是设置



这是客户代码和测试代码

 class Client
  {
      public void SwitchOnBlueTooth(IMobileDevice mobileDevice, IBlueToothVisitor blueToothRadio) 
      {
          mobileDevice.TurnOn(blueToothRadio);        
      }
  }


 [TestClass]
public class VisitorPattern
{

    Client mClient = new Client();

    [TestMethod]
    public void AndroidOverBroadCom()
    {
        IMobileDevice device = new Android();
        IBlueToothVisitor btVisitor = new BroadComBlueToothVisitor();

        mClient.SwitchOnBlueTooth(device, btVisitor);
    }

    [TestMethod]
    public void AndroidOverIntel()
    {
        IMobileDevice device = new Android();
        IBlueToothVisitor btVisitor = new IntelBlueToothVisitor();

        mClient.SwitchOnBlueTooth(device, btVisitor);
    }

    [TestMethod]
    public void iPhoneOverBroadCom()
    {
        IMobileDevice device = new iPhone();
        IBlueToothVisitor btVisitor = new BroadComBlueToothVisitor();

        mClient.SwitchOnBlueTooth(device, btVisitor);
    }

    [TestMethod]
    public void iPhoneOverIntel()
    {
        IMobileDevice device = new iPhone();
        IBlueToothVisitor btVisitor = new IntelBlueToothVisitor();

        mClient.SwitchOnBlueTooth(device, btVisitor);
    }
}

这是类的层次结构

     /// <summary>
        /// Visitable class interface 
        /// </summary>
       interface IMobileDevice
        {
           /// <summary>
           /// It is the 'Accept' method of visitable class
           /// </summary>
            /// <param name="blueToothVisitor">Visitor Visiting the class</param>
           void TurnOn(IBlueToothVisitor blueToothVisitor);
        }

       class iPhone : IMobileDevice
       {
           public void TurnOn(IBlueToothVisitor blueToothVisitor)
           {
               blueToothVisitor.SwitchOn(this);
           }
       }

       class Android : IMobileDevice
       {
           public void TurnOn(IBlueToothVisitor blueToothVisitor)
           {
               blueToothVisitor.SwitchOn(this);
           }
       }

       class WindowsMobile : IMobileDevice
       {
           public void TurnOn(IBlueToothVisitor blueToothVisitor)
           {
               blueToothVisitor.SwitchOn(this);
           }
       }

        interface IBlueToothRadio
        {

        }

        class BroadComBlueToothRadio : IBlueToothRadio
        {

        }

        class IntelBlueToothRadio : IBlueToothRadio
        {

        }

访客跟随-

/// <summary>
/// Wiki Page - The Visitor pattern encodes a logical operation on the whole hierarchy into a single class containing one method per type. 
/// </summary>
interface IBlueToothVisitor
{
    void SwitchOn(iPhone device);
    void SwitchOn(WindowsMobile device);
    void SwitchOn(Android device);
}


class IntelBlueToothVisitor : IBlueToothVisitor
{
    IBlueToothRadio intelRadio = new IntelBlueToothRadio();

    public void SwitchOn(iPhone device)
    {
        Console.WriteLine("Swithing On intel radio on iPhone");
    }

    public void SwitchOn(WindowsMobile device)
    {
        Console.WriteLine("Swithing On intel radio on Windows Mobile");
    }

    public void SwitchOn(Android device)
    {
        Console.WriteLine("Swithing On intel radio on Android");
    }
}

class BroadComBlueToothVisitor : IBlueToothVisitor
{
    IBlueToothRadio broadCom = new BroadComBlueToothRadio();

    public void SwitchOn(iPhone device)
    {
        Console.WriteLine("Swithing On BroadCom radio on iPhone");
    }

    public void SwitchOn(WindowsMobile device)
    {
        Console.WriteLine("Swithing On BroadCom radio on Windows Mobile");
    }

    public void SwitchOn(Android device)
    {
        Console.WriteLine("Swithing On BroadCom radio on Android");
    }
}

让我详细了解一下此结构的一些要点–

我有2个Bluetooth访问者，其中包含在每种类型的移动设备上打开蓝牙的算法

我将BluetoothVistor和BluetoothRadio分开，以遵循访问者的理念-“在不修改类的情况下添加操作”。可能是其他人希望将其合并到BluetoothRadio类本身中。

每个访问者都定义了3个功能-每种类型的移动设备都使用一个。

同样在这里，由于存在6种算法变体(取决于对象的类型)，因此双重分发是必需的。

正如我在上面的原始要求中所写，要具有这样的功能-void SwitchOnBlueTooth(IMobileDevice mobileDevice, IBlueToothRadio blueToothRadio)，现在为了使双重调度正常工作，我更改了签名–我使用IBlueToothRadio而不是IBlueToothVisitor

请让我知道是否有任何不清楚的地方，我们可以进一步讨论。

PS:我回答了一个问题，虽然大致相同，但是范围和引用文献有所不同，因此为了清楚起见，我从上一个回答中删除了相关部分。

编辑1

根据评论，我要删除包装 IBlueToothVisitor
如果没有这种包装，访问者模式将是这样-


但是它仍然是一种访客模式

IMobileDevice是Visitable类的接口(interface)。

IMobileDevice.TurnOn是可访问类的“接受”方法。但是现在它接受IBlueToothRadio作为访客，而不是IBlueToothVisitor

IBlueToothRadio成为新的访问者类接口(interface)。

因此，客户端中的功能签名现在已更改为使用
IBlueToothRadio

  public void SwitchOnBlueTooth(IMobileDevice mobileDevice, IBlueToothRadio blueToothRadio)