访问者模式的应用条件相对苛刻一些。通常它被使用在类似于这种场景:被访问类不太会增加新的子类,但是它的方法会经常变动。
先来简单回顾一些经典访问者。
传统Visitor模式
假设我们需要创建一个Encryption类,如下:
class Encryption
{
public:
virtual std::string Encrypt(const std::string& strContent);
};
class AESEncryption : public Encryption
{
public:
virtual std::string Encrypt(const std::string& strContent) override
{
printf("do aes encryption\n");
}
};
这个类提供加密功能。现在考虑这么一种情况,因为不同需求,经常需要更改接口函数或者新增函数,比如新增一个函数:EncryptFile().
如果接口函数变动比较频繁的话,那么访问者就很适合。我们尝试把上面的代码转变成如下的样子:
class Encryption
{
public:
virtual void accept(EncryptionVisitor* v);
};
class AESEncryption : public Encryption
{
public:
virtual void accept(EncryptionVisitor* v) override
{
v->VisitAes(this);
}
std::string AESEncrypt(const std::string& strContent)
{
printf("do encrypt\n");
std::string strResult = strContent;
return strResult;
}
};
class EncryptionVisitor
{
public:
virtual void VisitAes(AESEncryption* e) = 0;
};
class StringEncryptionVisitor : public EncryptionVisitor
{
public:
StringEncryptionVisitor(const std::string& strContent) : m_strContent(strContent)
{}
virtual void VisitAes(AESEncryption* e) override
{
m_strResult = e->AESEncrypt(m_strContent);
}
std::string GetResult() const { return m_strResult; }
private:
std::string m_strContent;
std::string m_strResult;
};
上面总共有4个类,Encryption,AesEncryption,EncryptionVisitor和StringEncryptionVisitor。我们现在可以这么使用:
Encryption* e = new AesEncryption();
StringEncryptionVisitor* v = new StringEncryptionVisitor("hello world");
e->accept(v);
string result = v->GetResult();
这么做有啥好处呢?比如我们现在要增加一个新的函数用来从一个本地文件读取内容,加密返回。如果不使用visitor,那么就必须在Encryption类里面增加接口函数了,从而所有Encryption的子类都要实现相应的函数。现在使用访问者,就可以这么做:
class FileEncryptionVisitor : public EncryptionVisitor
{
public:
FileEncryptionVisitor(const std::string& strPath) : m_strPath(strPath)
{}
virtual void VisitAes(AESEncryption* e) override
{
std::ifstream ifs(m_strPath);
std::string strContent;
ifs >> strContent;
m_strResult = e->AESEncrypt(strContent);
}
std::string GetResult() const { return m_strResult; }
private:
std::string m_strPath;
std::string m_strResult;
};
然后调用:
Encryption* e = new AESEncryption();
FileEncryptionVisitor* v = FileEncryptionVisitor("c:\\test.txt");
e->accept(v);
std::string result = v->GetResult();
这样就成功从文件读取内容,并且加密,获取结果。
通过访问者,我们可以做到,不更改基类的接口而增加新的功能。其实,仔细看一下上面的代码,基本思路就是用一个新的访问者子类代替了原来Encryption里面的函数。每一个访问者子类都可以实现一个功能。这样如果想新增Encryption函数,只需要新增访问者子类就行了。每个访问者子类的数据成员就好像函数参数一样。
如果我们现在新增一个Encryption子类,会发生什么?
ok,这就意味这访问者类里面不得不新增一个函数,比如新增一个Encryption子类RsaEncryption,那么访问者类必须相应的增加一个函数。然后所有Visitor子类都必须实现这个函数。这是访问者模式的一个很大缺陷。
class EncryptionVisitor
{
public:
virtual void VisitAes(AESEncryption* e) = 0;
virtual void VisitRsa(RsaEncryption* e) = 0;
};
访问者模式的结构图如下:

访问者模式可以形象的用一个矩阵来表示:

如果现在新增一个MD5Encryption,那么EncryptionVisitor必须新增一个函数:VisitMD5(MD5Encryption* e)
同时,所有EncryptionVisitor的子类都必须实现它。
如果新增一个访问者子类,也必须实现所有访问者接口的纯虚函数。

OK, 访问者模式的一个比较大的问题其他也体现在上面的矩阵里面。每当新增一个元素子类(Encryption子类),就必须更新所有的访问者。就好象矩阵里面得填进去一样。
那么有没有办法提升呢?办法总是有的。
Uncle Bob(Robert C Martin),这哥们提出了一个ACyclic Visitor,无环访问者模式。看一下上面的结构图,Encryption和EncryptionVisit互相依赖了,这个像不像一个环。ACyclic Visitor的意图就是打破这个环。
ACyclic Visitor (无环访问者模式)
其实思路还是挺简单的,我们把访问者退化,也就是访