我一直在博客中看到访客模式的参考，但我不得不承认，我就是不明白。我读了维基百科上关于这个模式的文章，我理解了它的机制，但我仍然不知道什么时候使用它。
作为一个最近才真正了解装饰器模式的人，现在看到它在任何地方都有使用，我希望能够真正直观地理解这个看似方便的模式。
当前回答
我不太熟悉来客模式。看看我做得对不对。假设你有一个动物等级
class Animal { };
class Dog: public Animal { };
class Cat: public Animal { };
(假设它是一个具有良好接口的复杂层次结构。)
现在我们想要向层次结构添加一个新操作，即我们想要每个动物发出它的声音。既然层次结构这么简单，你可以直接用多态性来实现:
class Animal
{ public: virtual void makeSound() = 0; };
class Dog : public Animal
{ public: void makeSound(); };
void Dog::makeSound()
{ std::cout << "woof!\n"; }
class Cat : public Animal
{ public: void makeSound(); };
void Cat::makeSound()
{ std::cout << "meow!\n"; }
但是按照这种方式进行，每次想要添加操作时，都必须修改到层次结构中每个类的接口。现在，假设您对原始界面感到满意，并且希望对其进行尽可能少的修改。
访问者模式允许您在合适的类中移动每个新操作，并且您只需要扩展层次结构的接口一次。我们开始吧。首先，我们定义了一个抽象操作(GoF中的“Visitor”类)，它对层次结构中的每个类都有一个方法:
class Operation
{
public:
virtual void hereIsADog(Dog *d) = 0;
virtual void hereIsACat(Cat *c) = 0;
};
然后，我们修改层次结构以接受新的操作:
class Animal
{ public: virtual void letsDo(Operation *v) = 0; };
class Dog : public Animal
{ public: void letsDo(Operation *v); };
void Dog::letsDo(Operation *v)
{ v->hereIsADog(this); }
class Cat : public Animal
{ public: void letsDo(Operation *v); };
void Cat::letsDo(Operation *v)
{ v->hereIsACat(this); }
最后，我们实现了实际的操作，没有修改Cat和Dog:
class Sound : public Operation
{
public:
void hereIsADog(Dog *d);
void hereIsACat(Cat *c);
};
void Sound::hereIsADog(Dog *d)
{ std::cout << "woof!\n"; }
void Sound::hereIsACat(Cat *c)
{ std::cout << "meow!\n"; }
现在，您可以在不修改层次结构的情况下添加操作。 下面是它的工作原理:
int main()
{
Cat c;
Sound theSound;
c.letsDo(&theSound);
}
其他回答
正如Konrad Rudolph已经指出的，它适用于需要双重调度的情况
这里有一个例子，以显示我们需要双重调度&访客如何帮助我们这样做的情况。
例子:
假设我有三种类型的移动设备——iPhone, Android, Windows mobile。
这三种设备都安装了蓝牙收音机。
让我们假设蓝牙收音机可以来自2个独立的原始设备制造商-英特尔和博通。
为了使这个例子与我们的讨论相关，我们还假设Intel电台公开的api与Broadcom电台公开的api是不同的。
这是我的类的样子
现在，我想介绍一个操作——移动设备蓝牙开关。
它的函数特征应该是这样的
void SwitchOnBlueTooth(IMobileDevice mobileDevice, IBlueToothRadio blueToothRadio)
因此，根据正确的设备类型和蓝牙收音机的正确类型，它可以通过调用适当的步骤或算法打开。
原则上，它变成了一个3 × 2的矩阵，在这里，我试图根据所涉及的对象的正确类型来进行正确的操作。
取决于两个参数类型的多态行为。
现在，访问者模式可以应用于这个问题。灵感来自维基百科页面上的说明——“本质上，访问者允许在不修改类本身的情况下向类族添加新的虚函数;相反，创建一个实现虚函数的所有适当专门化的访问者类。访问者将实例引用作为输入，通过双重调度实现目标。
由于3x2矩阵，双重调度是必要的
这是如何设置看起来像-
我写了一个例子来回答另一个问题，代码和它的解释在这里被提到。
我不太熟悉来客模式。看看我做得对不对。假设你有一个动物等级
class Animal { };
class Dog: public Animal { };
class Cat: public Animal { };
(假设它是一个具有良好接口的复杂层次结构。)
现在我们想要向层次结构添加一个新操作，即我们想要每个动物发出它的声音。既然层次结构这么简单，你可以直接用多态性来实现:
class Animal
{ public: virtual void makeSound() = 0; };
class Dog : public Animal
{ public: void makeSound(); };
void Dog::makeSound()
{ std::cout << "woof!\n"; }
class Cat : public Animal
{ public: void makeSound(); };
void Cat::makeSound()
{ std::cout << "meow!\n"; }
但是按照这种方式进行，每次想要添加操作时，都必须修改到层次结构中每个类的接口。现在，假设您对原始界面感到满意，并且希望对其进行尽可能少的修改。
访问者模式允许您在合适的类中移动每个新操作，并且您只需要扩展层次结构的接口一次。我们开始吧。首先，我们定义了一个抽象操作(GoF中的“Visitor”类)，它对层次结构中的每个类都有一个方法:
class Operation
{
public:
virtual void hereIsADog(Dog *d) = 0;
virtual void hereIsACat(Cat *c) = 0;
};
然后，我们修改层次结构以接受新的操作:
class Animal
{ public: virtual void letsDo(Operation *v) = 0; };
class Dog : public Animal
{ public: void letsDo(Operation *v); };
void Dog::letsDo(Operation *v)
{ v->hereIsADog(this); }
class Cat : public Animal
{ public: void letsDo(Operation *v); };
void Cat::letsDo(Operation *v)
{ v->hereIsACat(this); }
最后，我们实现了实际的操作，没有修改Cat和Dog:
class Sound : public Operation
{
public:
void hereIsADog(Dog *d);
void hereIsACat(Cat *c);
};
void Sound::hereIsADog(Dog *d)
{ std::cout << "woof!\n"; }
void Sound::hereIsACat(Cat *c)
{ std::cout << "meow!\n"; }
现在，您可以在不修改层次结构的情况下添加操作。 下面是它的工作原理:
int main()
{
Cat c;
Sound theSound;
c.letsDo(&theSound);
}
一种看待它的方法是，访问者模式是一种让客户端向特定类层次结构中的所有类添加额外方法的方式。
当您有一个相当稳定的类层次结构，但您对需要对该层次结构做什么有不断变化的需求时，它是有用的。
经典的例子是编译器之类的。抽象语法树(AST)可以准确地定义编程语言的结构，但是您可能希望在AST上执行的操作将随着项目的进展而变化:代码生成器、漂亮的打印机、调试器、复杂性度量分析。
如果没有访问者模式，每次开发人员想要添加一个新特性时，他们都需要将该方法添加到基类中的每个特性中。当基类出现在单独的库中或由单独的团队生成时，这尤其困难。
(我听说访问者模式与良好的OO实践相冲突，因为它将数据的操作从数据中移开了。访问者模式在正常的OO实践失败的情况下非常有用。)
Cay Horstmann在他的OO设计和模式书中有一个很好的例子，说明了在哪里应用Visitor。他总结了这个问题:
复合对象通常具有复杂的结构，由单个元素组成。有些元素可能也有子元素. ...元素上的操作访问它的子元素，对它们应用该操作，并将结果组合在一起. ...然而，向这样的设计中添加新的操作并不容易。
不容易的原因是，操作是在结构类本身中添加的。例如，假设你有一个文件系统:
下面是一些我们可能想用这个结构实现的操作(功能):
显示节点元素的名称(一个文件列表) 显示计算出的节点元素大小(其中目录的大小包括其所有子元素的大小) 等。
You could add functions to each class in the FileSystem to implement the operations (and people have done this in the past as it's very obvious how to do it). The problem is that whenever you add a new functionality (the "etc." line above), you might need to add more and more methods to the structure classes. At some point, after some number of operations you've added to your software, the methods in those classes don't make sense anymore in terms of the classes' functional cohesion. For example, you have a FileNode that has a method calculateFileColorForFunctionABC() in order to implement the latest visualization functionality on the file system.
The Visitor Pattern (like many design patterns) was born from the pain and suffering of developers who knew there was a better way to allow their code to change without requiring a lot of changes everywhere and also respecting good design principles (high cohesion, low coupling). It's my opinion that it's hard to understand the usefulness of a lot of patterns until you've felt that pain. Explaining the pain (like we attempt to do above with the "etc." functionalities that get added) takes up space in the explanation and is a distraction. Understanding patterns is hard for this reason.
Visitor allows us to decouple the functionalities on the data structure (e.g., FileSystemNodes) from the data structures themselves. The pattern allows the design to respect cohesion -- data structure classes are simpler (they have fewer methods) and also the functionalities are encapsulated into Visitor implementations. This is done via double-dispatching (which is the complicated part of the pattern): using accept() methods in the structure classes and visitX() methods in the Visitor (the functionality) classes:
这个结构允许我们添加新的功能，这些功能作为具体的访问者在结构上工作(不需要改变结构类)。
例如，PrintNameVisitor实现目录列表功能，PrintSizeVisitor实现具有大小的版本。我们可以想象有一天有一个以XML生成数据的“ExportXMLVisitor”，或者另一个以JSON生成数据的访问者，等等。我们甚至可以让一个访问者使用图形化语言(如DOT)显示我的目录树，然后用另一个程序进行可视化。
最后要注意的是:Visitor的双重分派的复杂性意味着它更难以理解、编码和调试。简而言之，它有很高的极客因素，违背了KISS原则。在研究人员进行的一项调查中，访问者被证明是一个有争议的模式(关于它的有用性没有达成共识)。一些实验甚至表明，它并没有使代码更容易维护。
基于@Federico A. Ramponi的精彩回答。
想象一下你有这样的层次结构:
public interface IAnimal
{
void DoSound();
}
public class Dog : IAnimal
{
public void DoSound()
{
Console.WriteLine("Woof");
}
}
public class Cat : IAnimal
{
public void DoSound(IOperation o)
{
Console.WriteLine("Meaw");
}
}
如果你需要在这里添加一个“Walk”方法会发生什么?这对整个设计来说是痛苦的。
同时，添加“Walk”方法会生成新的问题。那"吃"和"睡"呢?我们真的必须为我们想要添加的每个新动作或操作添加一个新方法到Animal层次结构中吗?这很难看，但最重要的是，我们永远无法关闭Animal界面。因此，使用访问者模式，我们可以在不修改层次结构的情况下向层次结构添加新方法!
因此，只需检查并运行这个c#示例:
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace VisitorPattern
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var animals = new List<IAnimal>
{
new Cat(), new Cat(), new Dog(), new Cat(),
new Dog(), new Dog(), new Cat(), new Dog()
};
foreach (var animal in animals)
{
animal.DoOperation(new Walk());
animal.DoOperation(new Sound());
}
Console.ReadLine();
}
}
public interface IOperation
{
void PerformOperation(Dog dog);
void PerformOperation(Cat cat);
}
public class Walk : IOperation
{
public void PerformOperation(Dog dog)
{
Console.WriteLine("Dog walking");
}
public void PerformOperation(Cat cat)
{
Console.WriteLine("Cat Walking");
}
}
public class Sound : IOperation
{
public void PerformOperation(Dog dog)
{
Console.WriteLine("Woof");
}
public void PerformOperation(Cat cat)
{
Console.WriteLine("Meaw");
}
}
public interface IAnimal
{
void DoOperation(IOperation o);
}
public class Dog : IAnimal
{
public void DoOperation(IOperation o)
{
o.PerformOperation(this);
}
}
public class Cat : IAnimal
{
public void DoOperation(IOperation o)
{
o.PerformOperation(this);
}
}
}
