设计模式之访问器模式（Visitor）的C++实现

1、访问器模式的提出

在软件开发过程中，早已发布的软件版本，由于需求的变化，需要给某个类层次结构增加新的方法。如果在该基类和子类中都添加新的行为方法，将给代码原有的结构带来破坏，同时，也违反了修改封闭，扩展开放的原则。访问器模式可以实现不改变原有代码结构的前提下，基于双向分发机制（2次虚函数绑定实例对象），通过扩展的方法实现新的接口。

2、需求描述

有2个固定数量的元素AB，每个元素有不同方法。A、B元素的方法有可能还会更新。请设计一个功能代码，可以应对方法更新的代码。

3、功能实现

（1）UML图如下：

 （2）代码实现如下：

#include <iostream>

class ConcreteElementA;
class ConcreteElementB;
class Visitor
{
public:
    virtual void visitorElementA(ConcreteElementA& element)=0; //第二次虚函数
    virtual void visitorElementB(ConcreteElementB& element)=0;
};

class Element
{
public:
    virtual void accept(Visitor& visitor)=0;    //第一次虚函数
    virtual ~Element(){};
};

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

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

// 上面是稳定的代码结构 


// 下面是扩展应对方法改变的功能类 
class ConcreteVisitor1:public Visitor
{
public:
    void visitorElementA(ConcreteElementA &element) override
    {
        std::cout << "Visitor1 process visitorElementA "<< &element << std::endl;
    }

    void visitorElementB(ConcreteElementB &element) override
    {
        std::cout << "Visitor1 process visitorElementB " << &element << std::endl;
    }
};

class ConcreteVisitor2:public Visitor
{
public:
    void visitorElementA(ConcreteElementA &element) override
    {
        std::cout << "Visitor2 process visitorElementA " << &element<< std::endl;
    }

    void visitorElementB(ConcreteElementB &element) override
    {
        std::cout << "Visitor2 process visitorElementB " << &element << std::endl;
    }
};

class Client{
public:
    void doWork()
    {
        ConcreteVisitor1 visitor1;
        ConcreteElementA element1A;
        element1A.accept(visitor1);
        ConcreteElementB element1B;
        element1B.accept(visitor1);

        ConcreteVisitor2 visitor2;
        ConcreteElementA element2A;
        element2A.accept(visitor2);
        ConcreteElementB element2B;
        element2B.accept(visitor2);
    }
};

int main()
{
    Client obj;
    obj.doWork();
    return 0;
}

程序运行的结果如下：

 上面的代码，ConcreteElementA和ConcreteElementB的方法更新，通过Visitor基类的扩展子类来实现。

通过上面的代码可以看出，使用访问器模式的应用场景必须满足下面的条件：
（1）Element的子类个数必须确定。
（2）Visitor的子类必须实现Element的所有子类方法。