使用访问者设计模式的好处是什么？

Question

在你告诉我已经有了一个类似的问题之前，是的，我知道，我已经读过它。但那里的问题集中在何时使用访问者设计模式，而我对为什么感兴趣。

我知道这些东西是如何运作的。经典的动物，狗，猫例子总是能很好地解释清楚。

问题是这段代码：

int main()
{
    Cat c;
    Sound theSound;
    c.letsDo(&theSound);
}

对我来说，这似乎很不自然。为什么？

我的意思是，是的，这样我就有了我的Dog和Cat模型未区分（这是我第一次在英语中使用这个词），因为真正的实现被隐藏在Sound类下面，但这不仅仅是一种拖累你代码的方式吗？难道多态性不足以做到这一点吗？

对我来说，不同之处在于使用多态性需要编辑每个类（但模型保持不变，对吧？），而使用访问者设计模式只需要编辑一个类。

- dierre

Answer 1

访问者模式使您能够做一些事情，仅依靠多态性是无法做到的：处理未预期的用例。如果您正在编写库，则这是一个重要的点。让我详细说明一下：

考虑一个使用访问者模式的经典示例，即对某些抽象语法树节点的操作。为了添加一些细节，假设您刚刚为SQL编写了解析器库，它接受字符串、解析它们，并返回输入中找到的AST。除非您可以预见到客户端代码可能对此类AST具有的所有潜在用例，否则您必须提供一种“通用”方式来遍历AST。提供类似DOM的访问器函数（getNodeType，getParentNode，getPreviousNode）是一种方式。问题在于，这会给您的库客户带来沉重的负担，因为他们需要自己进行调度。更重要的是，他们需要详细了解每个可能的节点类型要跟随哪些指针：

void 
walk_tree(AstNode* node) 
{
    switch( node->getNodeType() ) {
    case SELECT_NODE:
        for( AstNode* child = node->getFirstChild(); child; child = child->getNextNode() ) {
             walk_tree(child);
        }
        break;
    ...
    }
}

访问者模式将这个负担从客户端转移到了库中。

- Dirk

---

确切地说，这种行为可以由第三方实现。 - Kirk Woll

好的，但是如果你为SQL定义解析器，那么你已经有了语法定义吗？哪些是未预料到的用例？实际上，既然我们正在谈论解析，难道解析器生成器不应该是更合适的例子吗？在那里，您拥有任意语法，因此必须定义一个通用的树遍历器类。 - dierre

这不是关于 SQL 结构的问题，而是关于客户端如何使用您的库的结果/输出。解析器示例仅仅是因为它有些“经典”。顺便说一下，如果您拥有一个完全通用的 API（任意“DOM”-like 节点）而没有固定的结构，则使用通用访问器方法可能比访问者模式更好。 - Dirk

Answer 2

假设你已经在一个你不拥有的库中定义了一些基本的东西，而你需要扩展它。比如：

// In base lib:
interface ISomething {
    void DoSomething();
}

class Something1 : ISomething {
    // ...
}

class Something2 : ISomething {
    // ...
}

多态性允许您定义可以执行操作的新事物：

// In your lib:
class MySomething : ISomething {
}

现在基本库可以与您的 MySomething 一起使用，就像它自己定义一样。它不允许您添加新的操作。 DoSomething是我们可以使用ISomething的唯一操作。访问者模式解决了这个问题。

缺点是使用访问者模式会消耗您刚刚展示的定义新类型的能力。大多数语言都允许您轻松添加操作或类型，但不能同时进行，这被称为表达式问题。

访问者模式很酷，但我从未在实现编译器之外找到过使用它的需要。

- munificent

---

你不能添加新类型，因为你的 Visitor 仍将是库的一个组件，对吧？ - dierre

访问者类将在基础库中定义，并且将具有一组固定的方法，每种类型一个。您无法在自己的库中添加新类型，因为您无法更改访问者，并且您无法将访问者移动到自己的库中，因为基础库中的类型需要在其accept()方法中引用它。 - munificent

Answer 3

访问者模式非常有用。

至少有三个重要的原因可以使用它：

1. 减少代码的繁殖，当数据结构改变时，只需稍作修改即可。 2. 对多个数据结构应用相同的计算，而不需要更改实现计算的代码。 3. 在不更改遗留代码的情况下向遗留库添加信息。

请查看我写的一篇文章（链接）。

干杯

- Richard Gomes

Answer 4

当我有一棵对象树，需要以多种方式打印内容时，我使用了访问者模式。无论是逗号分隔、XML还是其他任何输出格式，我都创建了CommaSepVisitor、XMLVisitor和HTMLVisitor类，而不是为每个输出格式向树类添加新的打印方法。由于我使用了访问者模式，并创建了更多的Visitor类型，所以树代码从未改变，因此我没有引入错误。编写访问者本身很容易。

- Tony Ennis