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* @Description:
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* @Author: 莫邪
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* @Date: 2023-11-01 10:17:00
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* @LastEditors: 莫邪
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* @LastEditTime: 2023-11-01 10:17:00
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算是23种经典设计模式中最难理解的几个之一。因为它难理解、难实现，应用它会导致代码的可读性、可维护性变差，所以，访问者模式在实际的软件开发中很少被用到，在没有特别必要的情况下，建议你不要使用访问者模式。
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## 介绍
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访问者模式是一种对象行为型设计模式,它允许在不改变元素类的前提下定义作用于元素类的新操作。
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主要解决的是对象结构相对稳定,但经常需要在此对象结构上定义新的操作的问题。访问者模式可以将相关的行为局部化到一个访问者类中,而不是将这些行为分散到这个对象结构的所有类中。
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访问者模式的主要角色包括:
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- 访问者(Visitor)角色:定义作用于元素对象的操作,它存储遍历元素对象的算法。访问者可以为每个 ConcreteElement 增加新的操作。
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- 元素(Element)角色:定义接受访问者访问的操作接口,其中包含一个 accept() 方法,它以一个访问者为参数。
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- 具体元素(ConcreteElement)角色:实现了元素角色提供的 accept() 操作。
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- 对象结构(Object Structure)角色:是一个包含元素角色的容器,提供让访问者对象遍历容器中的所有元素的方法。
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其实质是将算法与对象结构分离,把相关的行为局部化封装在访问者中,而不是分散在一个个对象中。这样既容易增加新的操作,也容易增加新的元素类,它符合“开闭原则”。
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举个例子,可以利用访问者模式对一个敌我对象集合进行遍历,执行不同的行为,而不需要修改每个敌我对象的类。
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## 定义
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假设我们从网站上爬取了很多资源文件，它们的格式有三种：PDF、PPT、Word。我们现在要开发一个工具来处理这批资源文件。这个工具的其中一个功能是，把这些资源文件中的文本内容抽取出来放到txt文件中。
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当然, 实现方法很多, 我这边实现一种实现方式
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通过抽象, 让PDF、PPT、Word 三个子类分别继承实现 ContentToTxt 函数
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```cpp
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// 继承重写
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class ReaderAbstraction {
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std::string file_path_;
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public:
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ReaderAbstraction(std::string file_path) : file_path_(file_path) {}
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virtual void ContentToTxt() = 0;
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};
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//PDF、PPT、Word
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class PDFReader : public ReaderAbstraction {
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public:
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PDFReader(std::string file_path) : ReaderAbstraction(file_path) {}
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void ContentToTxt() override { std::cout << "PDF to txt" << std::endl; }
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};
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class PPTReader : public ReaderAbstraction {
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public:
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PPTReader(std::string file_path) : ReaderAbstraction(file_path) {}
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void ContentToTxt() override { std::cout << "PPT to txt" << std::endl; }
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};
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class WordReader : public ReaderAbstraction {
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public:
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WordReader(std::string file_path) : ReaderAbstraction(file_path) {}
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void ContentToTxt() override { std::cout << "Word to txt" << std::endl; }
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};
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```
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通过工程去去创建和抽取功能
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```cpp
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//工厂
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class ReaderFactory {
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public:
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static std::unique_ptr<ReaderAbstraction> CreateReader(const std::string &type,
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const std::string &file_path) {
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||
if (type == "PDF") {
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return std::make_unique<PDFReader>(file_path);
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} else if (type == "PPT") {
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return std::make_unique<PPTReader>(file_path);
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||
} else if (type == "Word") {
|
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return std::make_unique<WordReader>(file_path);
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}
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return nullptr;
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}
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};
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```
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如果工具的功能不停地扩展，不仅要能抽取文本内容，还要支持压缩、提取文件元信息（文件名、大小、更新时间等等）构建索引等一系列的功能，那如果我们继续按照上面的实现思路，就会存在这样几个问题：
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- 违背开闭原则，添加一个新的功能，所有类的代码都要修改
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- 虽然功能增多，每个类的代码都不断膨胀，可读性和可维护性都变差了
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- 把所有比较上层的业务逻辑都耦合到PdfFile、PPTFile、WordFile类中，导致这些类的职责不够单一
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针对上面的问题，我们常用的解决方法就是拆分解耦，把业务操作跟具体的数据结构解耦，设计成独立的类。这里我们按照访问者模式的演进思路来对上面的代码进行重构。
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文件类
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```cpp
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class FileAbstraction {
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std::string file_path_;
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public:
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FileAbstraction(const std::string &file_path) : file_path_(file_path) {}
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||
std::string& FilePath() { return file_path_; }
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virtual void Accept(Visitor &visitor) = 0;
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||
};
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||
class PDFFile : public FileAbstraction {
|
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public:
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||
PDFFile(const std::string &file_path) : FileAbstraction(file_path) {}
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||
void Accept(Visitor &visitor) override;
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||
};
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||
class PPTFile : public FileAbstraction {
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public:
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||
PPTFile(const std::string &file_path) : FileAbstraction(file_path) {}
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||
void Accept(Visitor &visitor) override;
|
||
};
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||
class WordFile : public FileAbstraction {
|
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public:
|
||
WordFile(const std::string &file_path) : FileAbstraction(file_path) {}
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||
void Accept(Visitor &visitor) override;
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||
};
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```
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实现
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```cpp
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void PDFFile::Accept(Visitor &visitor) {
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visitor.VisitPDFFile(*this);
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}
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void PPTFile::Accept(Visitor &visitor) {
|
||
visitor.VisitPPTFile(*this);
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||
}
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void WordFile::Accept(Visitor &visitor) {
|
||
visitor.VisitWordFile(*this);
|
||
}
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```
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访问者
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```cpp
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class Visitor {
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public:
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virtual void VisitPDFFile(PDFFile &file) {};
|
||
virtual void VisitPPTFile(PPTFile &file) {};
|
||
virtual void VisitWordFile(WordFile &file) {};
|
||
};
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//阅读
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class ReaderVisitor : public Visitor {
|
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public:
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||
void VisitPDFFile(PDFFile &file) override;
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||
void VisitPPTFile(PPTFile &file) override;
|
||
void VisitWordFile(WordFile &file) override;
|
||
};
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//压缩
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class CompressorVisitor : public Visitor {
|
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public:
|
||
void VisitPDFFile(PDFFile &file) override;
|
||
void VisitPPTFile(PPTFile &file) override;
|
||
void VisitWordFile(WordFile &file) override;
|
||
};
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||
```
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||
实现
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||
|
||
```cpp
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||
/ 阅读
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void ReaderVisitor::VisitPDFFile(PDFFile &file) {
|
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std::cout << file.FilePath() << "阅读PDF文件" << std::endl;
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}
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||
void ReaderVisitor::VisitPPTFile(PPTFile &file) {
|
||
std::cout << file.FilePath() << "阅读PPT文件" << std::endl;
|
||
}
|
||
void ReaderVisitor::VisitWordFile(WordFile &file) {
|
||
std::cout << file.FilePath() << "阅读Word文件" << std::endl;
|
||
}
|
||
// 压缩
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||
|
||
void CompressorVisitor::VisitPDFFile(PDFFile &file) {
|
||
std::cout << file.FilePath() << "压缩PDF文件" << std::endl;
|
||
}
|
||
void CompressorVisitor::VisitPPTFile(PPTFile &file) {
|
||
std::cout << file.FilePath() << "压缩PPT文件" << std::endl;
|
||
}
|
||
void CompressorVisitor::VisitWordFile(WordFile &file) {
|
||
std::cout << file.FilePath() << "压缩Word文件" << std::endl;
|
||
}
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```
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## 调用
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```cpp
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int main() {
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ReaderVisitor reader;
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CompressorVisitor compressor;
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PDFFile pdf("a.pdf");
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pdf.Accept(reader);
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pdf.Accept(compressor);
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PPTFile ppt("a.ppt");
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ppt.Accept(reader);
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ppt.Accept(compressor);
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WordFile word("a.doc");
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word.Accept(reader);
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word.Accept(compressor);
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return 0;
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}
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```
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## 效果
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```cpp
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./bin/design/visitor
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a.pdf阅读PDF文件
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a.pdf压缩PDF文件
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a.ppt阅读PPT文件
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a.ppt压缩PPT文件
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a.doc阅读Word文件
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a.doc压缩Word文件
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```
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## 回顾
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访问者模式允许一个或者多个操作应用到一组对象上，设计意图是解耦操作和对象本身，保持类职责单一、满足开闭原则以及应对代码的复杂性。
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对于访问者模式，学习的主要难点在代码实现。而代码实现比较复杂的主要原因是，函数重载在大部分面向对象编程语言中是静态绑定的。也就是说，调用类的哪个重载函数，是在编译期间，由参数的声明类型决定的，而非运行时，根据参数的实际类型决定的。
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正是因为代码实现难理解，所以，在项目中应用这种模式，会导致代码的可读性比较差。如果你的同事不了解这种设计模式，可能就会读不懂、维护不了你写的代码。所以，除非不得已，不要使用这种模式。 |