设计模式解析：访问者模式与‘开-闭’原则

"哈尔滨工业大学计算机学院的唐好选教授关于设计模式的讲解，特别是访问者模式的由来" 设计模式是软件开发中的重要概念，它是一种在特定情境下解决常见设计问题的可重用方案。从广义上看，设计模式是解决一类软件问题的通用策略；而从狭义上讲，它是对类和对象之间交互的描述，常用于详细设计或概要设计阶段。设计模式的核心思想是通过抽象层的增加，将不变的部分与易变的部分分离，以提高系统的灵活性和可维护性。 访问者模式是设计模式中的一种行为模式，主要解决如何在不修改已有类层次结构的情况下，向其添加新的操作或行为。在实际开发中，当原有的类结构设计者无法预见未来的需求，或者代码不允许直接修改时，访问者模式提供了一种扩展性的解决方案。 访问者模式包含几个关键元素： 1. **模式名和分类**：访问者模式属于行为型模式，主要目的是增加类的行为。 2. **意图**：提供一种在不改变对象结构的前提下，增加对象功能的方式。 3. **动机**：通常在需要对对象结构中的多个类执行相同操作，且这种操作与对象结构本身无关时，使用访问者模式。 4. **适用性**：适用于当需要在不修改对象结构的情况下，对对象结构中的元素进行操作的情况。 5. **结构**：模式包括访问者（Visitor）和元素（Element）等类，访问者访问元素并执行操作，元素接受访问者并暴露必要的访问接口。 6. **参与者和协作**：访问者遍历对象结构，访问每个元素并执行相关操作；元素提供访问接口，允许访问者访问。 7. **效果**：模式保持了对象结构的稳定，同时提供了良好的扩展性。 8. **实现**：实现访问者模式需要注意保持对象结构的稳定性和访问者的灵活性。 9. **代码示例**：通过实际代码展示访问者模式的运用。 10. **相关模式**：访问者模式与其他模式如装饰器模式、策略模式等有紧密联系，根据具体需求选择合适的模式搭配使用。 设计模式遵循一些基本原则，如“开-闭”原则（对扩展开放，对修改关闭）、单一职责原则（一个类只做一件事情）、里氏代换原则（子类可以替换父类使用而不影响程序的正确性）、依赖倒置原则（依赖于抽象而非具体实现）和接口隔离原则（接口应专注于一组相关操作）。这些原则是设计模式能够有效工作的基础，指导开发者创建更稳定、可维护的系统。