访问者设计模式通过分离数据结构与操作,允许在不修改类的前提下扩展新功能。定义Visitor接口和accept方法,实现如面积计算、信息打印等操作无需改动Circle、Rectangle类,适用于结构稳定、需频繁新增行为的场景,体现“对扩展开放,对修改关闭”原则。

在C++中,访问者设计模式是一种行为型设计模式,它允许你在不修改原有类结构的前提下,为这些类添加新的操作。这种做法特别适用于类结构相对稳定,但需要频繁扩展新功能的场景。
基本原理与核心思想
访问者模式的核心是把数据结构和作用于其上的操作分离。通过引入一个访问者接口,不同的操作可以封装在不同的访问者实现中,而不需要改动被访问的对象本身。
关键点:
定义一个Visitor接口,声明一组visit方法,每个对应一种具体元素类型元素类提供一个accept方法,接收访问者对象并调用其visit方法新增操作只需添加新的访问者类,无需修改已有元素代码
代码实现示例
假设我们有两个数据类:圆形和矩形,现在想分别计算面积、打印信息等,但不想每次加功能都改这两个类。
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1. 定义元素接口和具体元素
// 元素基类 class Shape { public: virtual ~Shape() = default; virtual void accept(class Visitor& v) = 0; };
class Circle : public Shape {
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
double getRadius() const { return radius; }
void accept(Visitor& v) override;
};
class Rectangle : public Shape {
double width, height;
public:
Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
double getWidth() const { return width; }
double getHeight() const { return height; }
void accept(Visitor& v) override;
};
2. 定义访问者接口
class Visitor { public: virtual ~Visitor() = default; virtual void visit(Circle& c) = 0; virtual void visit(Rectangle& r) = 0; };
3. 实现具体的访问者
// 计算面积的访问者 class AreaCalculator : public Visitor { double total = 0; public: void visit(Circle& c) override { total += 3.14159 * c.getRadius() * c.getRadius(); } void visit(Rectangle& r) override { total += r.getWidth() * r.getHeight(); } double getResult() const { return total; } };
// 打印信息的访问者
class Printer : public Visitor {
public:
void visit(Circle& c) override {
std::cout }
void visit(Rectangle& r) override {
std::cout }
};
4. 在元素类中实现accept方法
void Circle::accept(Visitor& v) { v.visit(*this); }
void Rectangle::accept(Visitor& v) {
v.visit(*this);
}
5. 使用方式
std::vector> shapes; shapes.push_back(std::make_unique(2.0)); shapes.push_back(std::make_unique(3.0, 4.0));
// 添加新操作:计算总面积
AreaCalculator calc;
for (auto& s : shapes) {
s->accept(calc);
}
std::cout
// 添加新操作:打印所有形状
Printer printer;
for (auto& s : shapes) {
s->accept(printer);
}
适用场景与注意事项
这个模式适合以下情况:
数据结构稳定,但需要经常增加新的操作希望避免在数据类中堆积大量无关逻辑需要对一组相关类执行不同类型的遍历或处理
注意缺点:
每新增一个元素类,所有访问者都要修改(反之则不受影响)破坏了封装性,访问者可能需要暴露内部数据代码量比直接方法略多,小项目中可能显得笨重
基本上就这些。只要结构定下来,后续加功能就很方便,真正做到了“对扩展开放,对修改关闭”。
以上就是C++怎么实现访问者设计模式_C++在不修改类的情况下添加新操作的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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