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);
}

这里的每个人都是对的，但我认为它没有解决“何时”这个问题。首先，从设计模式:

Visitor允许您定义一个新的 操作而不改变类 它所作用的元素。

现在，让我们考虑一个简单的类层次结构。我有类1、2、3和4，方法A、B、C和d。把它们像电子表格一样放出来:类是行，方法是列。

现在，面向对象设计假设您更有可能增长新类而不是新方法，因此添加更多行，可以说，更容易。您只需添加一个新类，指定该类中的不同之处，并继承其余部分。

但是，有时类是相对静态的，但是您需要频繁地添加更多的方法——添加列。面向对象设计的标准方法是将这样的方法添加到所有类中，这可能成本很高。访问者模式使这变得很容易。

顺便说一下，这就是Scala模式匹配想要解决的问题。

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。

感谢@Federico A. Ramponi的精彩解释，我只是在java版本中做了这个。希望对大家有所帮助。

正如@Konrad Rudolph指出的那样，这实际上是使用两个具体实例一起确定运行时方法的双重分派。

因此，实际上，只要正确定义了操作接口，就不需要为操作执行器创建公共接口。

import static java.lang.System.out;
public class Visitor_2 {
    public static void main(String...args) {
        Hearen hearen = new Hearen();
        FoodImpl food = new FoodImpl();
        hearen.showTheHobby(food);
        Katherine katherine = new Katherine();
        katherine.presentHobby(food);
    }
}

interface Hobby {
    void insert(Hearen hearen);
    void embed(Katherine katherine);
}


class Hearen {
    String name = "Hearen";
    void showTheHobby(Hobby hobby) {
        hobby.insert(this);
    }
}

class Katherine {
    String name = "Katherine";
    void presentHobby(Hobby hobby) {
        hobby.embed(this);
    }
}

class FoodImpl implements Hobby {
    public void insert(Hearen hearen) {
        out.println(hearen.name + " start to eat bread");
    }
    public void embed(Katherine katherine) {
        out.println(katherine.name + " start to eat mango");
    }
}

正如您所期望的那样，公共接口将为我们带来更多的清晰度，尽管它实际上并不是这个模式的基本部分。

import static java.lang.System.out;
public class Visitor_2 {
    public static void main(String...args) {
        Hearen hearen = new Hearen();
        FoodImpl food = new FoodImpl();
        hearen.showHobby(food);
        Katherine katherine = new Katherine();
        katherine.showHobby(food);
    }
}

interface Hobby {
    void insert(Hearen hearen);
    void insert(Katherine katherine);
}

abstract class Person {
    String name;
    protected Person(String n) {
        this.name = n;
    }
    abstract void showHobby(Hobby hobby);
}

class Hearen extends  Person {
    public Hearen() {
        super("Hearen");
    }
    @Override
    void showHobby(Hobby hobby) {
        hobby.insert(this);
    }
}

class Katherine extends Person {
    public Katherine() {
        super("Katherine");
    }

    @Override
    void showHobby(Hobby hobby) {
        hobby.insert(this);
    }
}

class FoodImpl implements Hobby {
    public void insert(Hearen hearen) {
        out.println(hearen.name + " start to eat bread");
    }
    public void insert(Katherine katherine) {
        out.println(katherine.name + " start to eat mango");
    }
}

使用访问者模式至少有三个很好的理由:

减少代码的增殖，当数据结构发生变化时，代码只会略有不同。 将相同的计算应用于多个数据结构，而不改变实现计算的代码。 在不更改遗留代码的情况下向遗留库添加信息。

请看看我写的一篇关于这方面的文章。

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。