1042 C++ 程式作業四延伸：
　　　　　　　　資料匣與檔案系統設計 II

• 完成一個功能時需要修改三個類別, 一個功能的相關實作卻分散在三個類別裡
• 一直在增加 Entry 抽象類別的界面, 每一個新增功能都需要新增 Entry 類別的界面, 否則多型指標沒有辦法正常運作
• 每增加一個功能, 就會擔心它和其它的功能混雜在一起, 使得 Entry - File - Folder 這個架構越來越複雜

在 Composite 設計樣式所描述的異質的樹狀資料架構中, 我們要加入一些功能時, 會依照不同的類別而有不同的作法, 我們把這些功能直接加進去時會使得 Composite 設計樣式不但要管理異質的樹狀資料架構, 還要同心協力來完成指定的功能, 於是 Composite 設計樣式中的各個成員變得越來越多也越來越複雜。

用 Visitor 設計樣式和 Composite 設計樣式合作時, 最主要就是希望讓 Composite 設計樣式專心管理異質的樹狀資料架構, 其它的演算法和不斷增加的新功能讓 Visitor 設計樣式來處理, 增加功能時 Composite 設計樣式的各個類別根本不需要修改。

用一個比喻來說, Visitor 和 Composite 設計樣式的合作, 就好像是一個專業的廣告公司 (Visitor) 和它的客戶 (Composite), 如果每一個客戶都要負責自己公司的廣告設計, 用很多的人力卻不一定能把工作做好, 每一個客戶為自己做廣告設計, 也會使得自己公司內人員的業務變得比較複雜, 比較容易出錯, 這時候如果出錯的話其實不是個別人員的問題, 常常是公司管理以及組織架構的問題。 這個時候其實需要一個專業的廣告公司, 在這個廣告公司裡當然比較會是任務導向的, 針對每一種客戶都有一個專門的設計小組 (例如 Visitor 類別中所實作的 visit(File *) 界面就是一個為了處理 File 這個類別的工作小組, visit(Folder *) 界面就是一個為了處理 Folder 這個類別的工作小組), Acceptor 所定義的 accept(Visitor &) 界面最主要的功能就是當專業的廣告公司人員來到客戶公司內部時, 必須有適當的接待人員來將公司的需求和廣告公司的設計人員溝通, 以這個客戶的屬性來挑選廣告公司內專門的設計小組來為其服務。

Visitor 設計樣式的骨幹如下圖中紅色部份所示:

1. Acceptor 類別只定義一個純虛擬的 accept(Visitor &) 的界面函式如下:

   class Acceptor
   {
   public:
       virtual void accept(Visitor &visitor)=0;
   };

   要求 Composite 設計樣式中的 Entry 類別繼承它, 也就是要求每一個底層的類別包括 File 和 Folder 都要實作這個界面函式, 不過這個界面函式不論在 File 類別內或是在 Folder 類別內的實作都一樣也都很簡單, 如下所示:

   void File::accept(Visitor &visitor)
   {
       visitor.visit(this);
   }
   
   void Folder::accept(Visitor &visitor)
   {
       visitor.visit(this);
   }

   這兩個函式看起來內容完全一樣, 但是其實因為 this 指標所指到物件的型態不一樣, 使它可以完成適當的功能: 它最主要的目的是根據不同物件的類別來決定用 Visitor 類別物件中相對應的 visit() 成員函式來處理實際的功能。

2. 第二個抽象類別是 Visitor, 它的定義如下:

   class Visitor
   {
   public:
       virtual void visit(File *file)=0;
       virtual void visit(Folder *folder)=0;
   };

   由於所要拜訪的 Composite 設計樣式中只有兩種實際的類別, 所以只需要定義兩個不同的純虛擬函式。

3. 以下我們以計算檔案及資料匣的大小這個功能為例, 實作 SizeVisitor 的類別

   class SizeVisitor : public Visitor
   {
   public:
       SizeVisitor():m_totalSize(0) {}
       void visit(File *file);
       void visit(Folder *folder);
       int getTotalSize();
   private:
       int m_totalSize;
   };
   
   
   void SizeVisitor::visit(File *file)
   {
       m_totalSize += file->getSize();
   }
   
   void SizeVisitor::visit(Folder *folder)
   {
       vector<Entry *>::iterator iter;
       for (iter=folder->begin(); iter!=folder->end(); iter++)
           (*iter)->accept(*this);
   }
   
   int SizeVisitor::getTotalSize()
   {
       return m_totalSize;
   }

   其中需要使用 Folder 類別特別定義的 begin() 和 end() 兩個界面,

   vector<Entry *>::iterator Folder::begin()
   {
       return m_entries.begin();
   }
   
   vector<Entry *>::iterator Folder::end()
   {
       return m_entries.end();
   }

   假設 entry 為你打算計算大小的物件指標, 使用這個 SizeVisitor 的方法如下:

   SizeVisitor sv;
   entry->accept(sv);
   cout << "The size is " << sv.getSize() << " bytes." << endl;