设计模式 --- 访问者模式

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 updatevoid 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());}}

游戏中使用场景：

1.战斗系统：​​计算不同角色（玩家、敌人）之间的伤害。
​​2.存档系统：​​序列化不同类型的游戏对象状态。
​​3.渲染优化：​​根据对象类型选择渲染策略（如LOD、材质替换）。
​​4.AI行为决策：​​根据场景元素类型生成不同的AI反应。
​​5.成就系统​：​检测特定游戏对象的状态变化（如击杀稀有敌人）。

总结：

在游戏开发中，访客模式特别适合需要跨多种对象类型执行统一逻辑的场景​​，如战斗计算、存档系统和数据分析模块。

参考书籍或链接：

C# 常用设计模式 (refactoringguru.cn)

《Hands-On Game Development Patterns with Unity 2019》

《设计模式与游戏完美开发》