设计模式 --- 访问者模式

news2025/4/15 18:37:29

访问者模式是一种行为设计模式，它允许在不改变对象结构的前提下，定义作用于这些对象元素的新操作。

优点：

1.符合开闭原则：新增操作只需添加新的访问者类，无需修改现有对象结构。
2.操作逻辑集中管理：将相关操作聚合在同一个访问者中，避免代码分散。
3.支持跨对象计算：通过遍历对象结构，实现跨元素的全局计算。
4.增强代码可读性：操作逻辑与数据结构分离，代码结构更易维护。如渲染、战斗伤害、AI决策等不同模块的代码独立为不同访问者。

缺点：

1.破坏对象封装性：访问者需要直接访问对象内部状态，强制暴露私有字段或方法。
优化：1.接口隔离，通过显式接口限制访问范围。
2.元素类型扩展困难：新增元素类型（如新增NPC类）需修改所有访问者接口和实现。
优化：1.访问者适配器模式：通过中间适配器隔离变化。
3.性能损耗:频繁创建访问者对象导致性能下降。
优化：1.访问者对象池：复用访问者实例减少GC压力。2.批处理模式：合并多次访问为单次遍历。3.静态委托优化：通过预编译减少虚方法调用开销。
4.复杂对象结构支持弱：对嵌套结构（如树形结构的场景节点）访问逻辑复杂。
优化：1.组合模式集成：将复杂结构抽象为组合元素。2.访问者责任链：拆分复杂操作为多个子访问者链式处理：

说明例子：

1.UML类图：
2.实现：

1.定义图基类：

    public abstract class IGraph
    {
        public abstract void Draw(); //绘制
        public abstract float GetArea();  //获取面积
        public abstract int GetVectorCount(); //获取顶点数
        public abstract void RunVisitor(IGraphVisitor theVisitor);
    }

2.定义访问者基类：

    public abstract class IGraphVisitor
    {
        //由Cicle类来调用
        public virtual void VisitCicle(CicleGraph theCicle) { }

        //由Rectangle类调用
        public virtual void VisitRectangle(RectangleGraph theRect) { }
        
        //由Triangle类调用
        public virtual void VisitTriangle(TriangleGraph theTriangle) { }
    }

3.定义容器类：

  public class GraphContainer
  {
      List<IGraph> m_Graphs = new List<IGraph>();

      public GraphContainer() { }

      //新增
      public void AddShape(IGraph graph)
      {
          m_Graphs.Add(graph);
      }
       
      //共享的访问者接口
      public void RunVisitor(IGraphVisitor theVisitor)
      {
          foreach (IGraph graph in m_Graphs)
          {
              graph.RunVisitor(theVisitor);
          }
      }
  }

4.定义具体图形类：

    public class CicleGraph : IGraph
    {
        public override void Draw()
        {
            Debug.Log("Draw CicleGraph...");
        }

        public override int GetVectorCount()
        {
            return 9999;
        }

        public override float GetArea()
        {
            return Mathf.PI * 5 * 5;
        }

        public override void RunVisitor(IGraphVisitor theVisitor)
        {
            theVisitor.VisitCicle(this);
        }
    }

    public class RectangleGraph : IGraph
    {
        public override void Draw()
        {
            Debug.Log("Draw RectangleGraph...");
        }

        public override int GetVectorCount()
        {
            return 4;
        }

        public override float GetArea()
        {
            return 4 * 5;
        }

        public override void RunVisitor(IGraphVisitor theVisitor)
        {
            theVisitor.VisitRectangle(this);
        }
    }

    public class TriangleGraph : IGraph
    {
        public override void Draw()
        {
            Debug.Log("Draw TriangleGraph...");
        }

        public override int GetVectorCount()
        {
            return 3;
        }

        public override float GetArea()
        {
            return .5f * 3 * 5;
        }

        public override void RunVisitor(IGraphVisitor theVisitor)
        {
            theVisitor.VisitTriangle(this);
        }
    }

5.定义具体访问者类：

    public class DrawVisitor : IGraphVisitor
    {
        public override void VisitCicle(CicleGraph theCicle)
        {
            theCicle.Draw();
        }

        public override void VisiRectangle(RectangleGraph theRect)
        {
            theRect.Draw();
        }

        public override void VisitTriangle(TriangleGraph theTriangle)
        {
            theTriangle.Draw();
        }
    }

    public class VertexCountVisitor : IGraphVisitor
    {
        public int Count = 0;

        //由Cicle类调用
        public override void VisitCicle(CicleGraph theCicle)
        {
            Count = theCicle.GetVectorCount();
            Debug.Log("VisitCicle Count:" + Count);
        }

        //由Rectangle类调用
        public override void VisitRectangle(RectangleGraph theRect)
        {
            Count += theRect.GetVectorCount();
            Debug.Log("VisitRectangle Count:" + Count);
        }

        //由Triangle类调用
        public override void VisitTriangle(TriangleGraph theTriangle)
        {
            Count += theTriangle.GetVectorCount();
            Debug.Log("VisitTriangle Count:" + Count);
        }
    }

    public class CicleAreaVisitor : IGraphVisitor
    {
        public float Area;

        //由Sphere类来调用
        public override void VisitCicle(CicleGraph theCicle)
        {
            Area += theCicle.GetArea();
            Debug.Log("VisitCicle Area:" + Area);
        }
    }

6.测试：

    public class VisitorPattern : MonoBehaviour
    {
        // Start is called before the first frame update
        void Start()
        {
            GraphContainer graphContainer = new GraphContainer();

            graphContainer.AddShape(new CicleGraph());
            graphContainer.AddShape(new RectangleGraph());
            graphContainer.AddShape(new TriangleGraph());

            graphContainer.RunVisitor(new DrawVisitor());

            graphContainer.RunVisitor(new VertexCountVisitor());

            graphContainer.RunVisitor(new CicleAreaVisitor());
        }
    }