访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，其核心思想是将数据结构（元素对象）与对数据的操作（访问逻辑）分离。通过定义独立的访问者类，使得新增操作无需修改元素本身的代码，而是通过扩展访问者类来实现，从而满足 “开闭原则”。访问者模式的本质是将 “数据” 和 “作用于数据的操作” 解耦，使操作集合可独立变化。

访问者模式的组成部分

抽象访问者（Visitor）：定义针对所有具体元素的访问接口。是所有具体访问者的父类或接口，声明访问行为的规范。
具体访问者（ConcreteVisitor）：实现抽象访问者定义的访问方法，封装针对特定元素的具体操作逻辑。每个具体访问者可定义不同的操作（如 “计算总价格”“生成报表” 等），专注于特定功能的实现。
抽象元素（Element）：定义一个accept(Visitor visitor)方法，用于接受访问者的访问。是所有具体元素的父类或接口，声明元素的公共接口（与业务相关的状态或方法）。
具体元素（ConcreteElement）：实现抽象元素的accept方法，调用访问者对应的访问方法（如visitor.visitConcreteElement(this)），将自身作为参数传递给访问者。具体元素可能包含特有的状态或行为，但通过accept方法将操作委托给访问者处理。
对象结构（Object Structure）：管理一组元素对象（通常是一个容器，如集合、树结构等），提供遍历或访问元素的接口。可以是具体的数据结构（如列表、树），也可以是元素的聚合类（如Composite模式中的容器节点）。

示例一

在 ThinkPHP5.1 框架中，访问者模式的核心思想被隐性应用于多个组件，但未严格实现模式的所有角色（如抽象访问者、元素的 accept 方法）。比如在查询构建器（Query Builder），操作与数据的分离。

场景

通过链式调用（where()、order()、limit()）构建 SQL 查询，最终生成不同数据库的 SQL 语句。

模式映射

对象结构：think\db\Query类（持有查询条件和表结构）。
具体元素：查询条件（如WHERE id=1、ORDER BY create_time DESC）。
具体访问者：SQL生成器（如think\db\connector\Mysql、think\db\connector\PostgreSQL）。

核心逻辑

条件组装：Query 类通过方法链式调用收集条件（如where('status', 1)）。
SQL转换：调用fetchSql()或执行查询时，将条件传递给对应数据库的生成器（如 Mysql::parseWhere()）。
操作扩展：新增数据库方言时，只需实现 connector 接口，无需修改 Query 类（符合开闭原则）。

模式体现

数据结构（查询条件）与操作（SQL 生成）分离：不同数据库的 SQL 生成逻辑由独立的访问者处理。
统一遍历接口：Query 类封装条件遍历，生成器（访问

者）专注于SQL转换。

示例二

场景

在电商平台中，订单包含不同类型商品（实体商品、虚拟商品），需根据商品类型计算税费和折扣。新增计算规则（如运费、积分抵扣）时，不修改商品类本身。

代码

<?php
interface ProductElement {
    public function accept(OrderVisitor $visitor): void; // 接受访问者
    public function getName(): string;
    public function getPrice(): float;
}

//（实体商品，需缴纳13%增值税）
class PhysicalProduct implements ProductElement {
    private string $name;
    private float $price;

    public function __construct(string $name, float $price) {
        $this->name = $name;
        $this->price = $price;
    }

    public function accept(OrderVisitor $visitor): void {
        $visitor->visitPhysicalProduct($this); // 调用访问者的实体商品处理方法
    }

    // 省略 getName()、getPrice() 实现...
}

//（虚拟商品，免税但需平台服务费5%）
class DigitalProduct implements ProductElement {
    // 类似实现，accept() 调用 $visitor->visitDigitalProduct($this)
}

abstract class OrderVisitor {
    protected float $total = 0;
    
    // 访问实体商品的抽象方法
    abstract public function visitPhysicalProduct(PhysicalProduct $product): void;
    
    // 访问虚拟商品的抽象方法
    abstract public function visitDigitalProduct(DigitalProduct $product): void;

    public function getTotal(): float {
        return round($this->total, 2);
    }
}

//（计算税费）
class TaxVisitor extends OrderVisitor {
    public function visitPhysicalProduct(PhysicalProduct $product): void {
        // 实体商品税费 = 价格 × 13%
        $this->total += $product->getPrice() * 0.13;
    }

    public function visitDigitalProduct(DigitalProduct $product): void {
        // 虚拟商品服务费 = 价格 × 5%
        $this->total += $product->getPrice() * 0.05;
    }
}

//（计算商品总价，无税费）
class PriceVisitor extends OrderVisitor {
    public function visitPhysicalProduct(PhysicalProduct $product): void {
        $this->total += $product->getPrice();
    }

    public function visitDigitalProduct(DigitalProduct $product): void {
        $this->total += $product->getPrice();
    }
}

//
class Order {
    private array $products = [];

    public function addProduct(ProductElement $product): void {
        $this->products[] = $product;
    }

    public function accept(Visitor $visitor): void {
        foreach ($this->products as $product) {
            $product->accept($visitor); // 遍历所有商品，调用访问者
        }
    }
}

//（模拟订单计算）
require 'vendor/autoload.php'; // 假设使用Composer自动加载

// 创建订单并添加商品
$order = new Order();
$order->addProduct(new PhysicalProduct('T恤', 199.00));
$order->addProduct(new DigitalProduct('电子书', 49.99));

// 计算商品总价（无税费）
$priceVisitor = new PriceVisitor();
$order->accept($priceVisitor);
echo "商品总价：¥" . $priceVisitor->getTotal() . "\n"; // 输出：248.99

// 计算税费和服务费
$taxVisitor = new TaxVisitor();
$order->accept($taxVisitor);
echo "税费总计：¥" . $taxVisitor->getTotal() . "\n"; // 输出：实体199×13%=25.87 + 虚拟49.99×5%=2.50 → 28.37

扩展代码

新增运费计算，无需修改原有代码

<?php
// 新增运费计算访问者（实体商品运费10元，虚拟商品包邮）
class ShippingVisitor extends OrderVisitor {
    public function visitPhysicalProduct(PhysicalProduct $product): void {
        $this->total += 10.00; // 固定运费
    }

    public function visitDigitalProduct(DigitalProduct $product): void {
        // 虚拟商品无运费
    }
}

// 使用新访问者
$shippingVisitor = new ShippingVisitor();
$order->accept($shippingVisitor);
echo "运费总计：¥" . $shippingVisitor->getTotal(); // 输出：10.00

UML类图

场景价值分析

分离数据与操作：商品类（PhysicalProduct）只负责存储属性（名称、价格），计算逻辑（税费、运费）全部交给访问者，符合 MVC 中 “模型专注数据，控制器专注逻辑” 的原则。
符合 Web 开发扩展需求：当平台新增 “跨境商品关税” 或 “会员折扣” 时，只需新增DiscountVisitor类，无需修改商品模型或订单类，避免影响已有功能（如支付、库存）。
集中复杂逻辑：电商中常见的 “满减计算”“促销叠加” 等复杂规则，可通过访问者类集中管理，避免在控制器中散落大量条件判断（如if($product->type === ‘physical’)）。
模拟 ThinkPHP 的钩子机制：类似 ThinkPHP 的Hook::listen(‘order_calculate’, $visitor)，订单类作为 “对象结构”，通过accept()方法触发注册的访问者（钩子行为），实现扩展解耦。

访问者模式的优缺点

优点

分离数据与操作
- 元素类只需关注自身状态，访问逻辑集中在访问者类中，符合 “单一职责原则”。
- 新增操作时，只需扩展访问者类，无需修改元素类或对象结构，符合 “开闭原则”。
集中复杂操作
- 对不同元素的相关操作可集中在一个访问者中（如报表生成、语义分析），避免重复代码。
支持跨元素操作
- 对象结构中的元素可能属于不同层次或类型，访问者可统一处理这些元素，实现跨类型的全局操作（如遍历树结构并计算所有节点的总权重）。
符合依赖倒置原则
- 抽象访问者与抽象元素依赖，具体访问者与具体元素解耦，高层模块（访问者）不依赖底层细节（具体元素的实现）。

缺点

元素变更成本高
- 若需要为元素新增属性或方法，所有访问者的访问方法都需要同步修改（因访问者依赖元素的具体接口），违反 “开闭原则”。
- 本质矛盾：访问者模式假设元素结构稳定，而操作易变；若元素频繁变化，模式反而会增加维护成本。
违反 “迪米特法则”（最少知识原则）
- 访问者需要了解具体元素的细节（如属性、方法），导致访问者与具体元素紧耦合，尤其是当元素接口复杂时。
对象结构与访问者强关联
- 对象结构需要向访问者暴露元素集合（如遍历接口），可能泄露内部表示（如树的节点结构）。
双分派机制的复杂性
- 访问者模式依赖 “双分派”（元素调用accept时确定访问者类型，访问者调用具体访问方法时确定元素类型），对新手而言理解成本较高。

访问者模式的适用场景

对象结构稳定，操作易变：当元素类型较少变化（如固定的几何图形类Circle、Rectangle），但需要频繁新增操作（如 “计算面积”“渲染图形”“序列化”）时，访问者模式能有效分离操作逻辑。
对复杂对象结构进行批量操作：如树形结构（文件系统、AST 抽象语法树）、复合结构（组合模式中的容器与叶子节点），需要对所有节点执行统一或差异化操作（如统计、校验、转换）。
跨元素类型的全局操作：当操作需要遍历不同类型的元素并综合处理时（如电商系统中计算订单中不同商品（图书、电子产品）的总税费），访问者可集中处理分支逻辑。
需要将数据结构与业务逻辑解耦：例如在编译器中，抽象语法树（元素结构）与语义分析、代码生成（不同访问者）分离，便于扩展新的编译阶段（如优化访问者）而不修改语法树结构。

与其他模式的关联

组合模式（Composite）：常与访问者模式结合使用，处理树形结构的元素遍历（如组合模式中的容器节点调用子节点的accept方法）。
双重分发（Double Dispatch）：通过两次动态绑定（元素类型和访问者类型）确定具体执行的方法，是访问者模式的实现基础（在 Java 中通过多态和重载实现）。
责任链模式（Chain of Responsibility）：两者均处理请求的动态分发，但责任链关注请求的链式传递，而访问者关注数据结构与操作的分离。

初始设计模式——访问者模式（Visitor Pattern）