怎么写包括访客模式？ [简单示例]

Question

我似乎无法弄清楚如何使用这个简单的例子来编写访问者模式的包含。无论我做什么，我总是最终得到循环依赖，但没有其他方法是有道理的。

我也为不同的标题守卫（pragma vs. #ifndef）道歉，我正在测试#pragma out并且还没有更新文件。

Client.cpp

#include "OneVisitor.h"
#include "DataStructure.h"

int main (int argc, char * argv [])
{
    OneVisitor v;
    DataStructure d;

}

DataStructure.h

#ifndef _DATA_STRUCTURE_H_
#define _DATA_STRUCTURE_H_

#include "ElementA.h"

class DataStructure {

    public:
        DataStructure (Visitor & v)
        {   
            std::cout << "ACCEPTS";
            a->accept(v);
        };

    private:
        ElementA * a;

};

#endif

Element.h

#ifndef _ELEMENT_H_
#define _ELEMENT_H_

#include "Visitor.h"
#include <iostream>

class Element {

    public:
        virtual void accept (Visitor & v) = 0;

        void talk ()
        {
            std::cout << "ELEMENT TALKING";
        };

};

#endif

ElementA.h

#pragma once

#include "Element.h"
#include "Visitor.h"

class ElementA : public Element {

    public:
        virtual void accept (Visitor & v) override
        {
            v.Visit(*this);
        };

        void talk ()
        {
            std::cout << "ELEMENT A TALKING";
        };

};

Visitor.h

#ifndef _VISITOR_H_
#define _VISITOR_H_

#include "ElementA.h"

class Visitor {

    public:
        virtual void Visit (ElementA & a) = 0;

};

#endif

OneVisitor.h

#ifndef _ONE_VISITOR_H_
#define _ONE_VISITOR_H_

#include "Visitor.h"

class OneVisitor : public Visitor {

    public:
        virtual void Visit (ElementA & a) override
        {
            a.talk();
        };
};

#endif

当我运行它时，我在Element.h，ElementA.h，ElementB.h中收到错误“访问者尚未声明”。如何在不导致循环依赖的情况下在这些类中定义Visitor？

Answer 1

访问者是一个非常抽象的概念，在这种情况下模板化是有意义的。使用模板可以让我们摆脱循环依赖，并大大简化。

// Visitor.hpp
#pragma once

template<class T>
class Visitor {
   public:
    virtual void visit(T& item) = 0;
    virtual ~Visitor() = default; 
};

现在，如果你想拥有Element的访问者，你可以使用Visitor<Element>：

// Element.hpp
#pragma once
#include "Visitor.hpp"
#include <iostream>

class Element
{
   public:
    virtual void accept(Visitor<Element>& v) 
    {
        v.visit(*this); 
    }
    virtual void talk() {
        std::cout << "Element talking!\n"; 
    }
    virtual ~Element() = default; 
};

现在我们有了这些东西，我们也可以写一个函数将lambda转换成访问者：

template<class T, class Func>
struct FunctionVisitor : public Visitor<T> {
    Func func;
    FunctionVisitor() = default;
    FunctionVisitor(FunctionVisitor const&) = default;
    FunctionVisitor(FunctionVisitor&&) = default;

    FunctionVisitor(Func const& func) 
      : func(func) 
    {
    }
    void visit(T& item) override {
        func(item); 
    }
};

template<class T, class Func>
FunctionVisitor<T, Func> makeVisitor(Func const& f) {
    return FunctionVisitor<T, Func>(f); 
}

Bringing it all together

这允许我们编写这样的好代码：

#include "Element.hpp"
#include "Visitor.hpp"
#include <vector>

class ElemA : public Element {
   public:
    void talk() override {
        std::cout << "ElemA talking!\n";
    }
};
class ElemB : public Element {
   public:
    void talk() override {
        std::cout << "ElemB talking!\n";
    }
};
class ElemC : public Element {
   public:
    void talk() override {
        std::cout << "ElemC talking!\n";
    }
};

void visitAll(std::vector<Element*>& elements, Visitor<Element>& visitor) {
    for(auto e : elements) {
        e.accept(visitor); 
    }
}

int main() {
    std::vector<Element*> elements {
        new ElemA(),
        new ElemB(),
        new ElemC()
    };

    auto talk = [](Element& e) { e.talk(); };

    visitAll(elements, makeVisitor<Element>(talk));
}

Answer 2

通过在Visitor.h中使用class ElementA;的前向声明

#ifndef _VISITOR_H_
#define _VISITOR_H_

// Just use a forward declaration of the class ElementA;
// NOTE1: The include of ElementA.h is not needed anymore.
// NOTE2: The visitor.h doesn't need to know what is defined
// in ElementA, only your .cpp needs, this is how forward 
// declaration works.
class ElementA;

class Visitor {

    public:
        virtual void Visit (ElementA & a) = 0;

};

#endif