在需要给每个类增加一个新操作时，成员函数实现方式和访问者实现方式有何区别？

成员函数实现方式需要给类层级结构的每个类增加一个实现，这需要修改原来的代码，不符合开闭原则。而访问者实现方式则只需新建一个访问者，完全不影响原来的代码，因此在这种情况下，访问者实现方式更优。

当需要给每个类增加一个新操作时，有两种常见的实现方式：成员函数实现方式和访问者模式实现方式。这两种方式各有优缺点，适用于不同的场景。下面我们来具体分析这两种实现方式的区别。

成员函数实现方式

在成员函数实现方式中，你需要直接在类内部添加新的成员函数来实现所需的功能。这种方式是最直观和最直接的方法。

优点

• 易于实现：只需在每个类中添加一个新的成员函数即可。
• 封装性好：新操作被封装在类内部，可以很好地隐藏实现细节。

缺点

• 类的职责增加：每次添加新操作都会增加类的复杂度，可能会导致类变得臃肿。
• 难以扩展：如果需要对所有类都增加相同的操作，那么就需要修改所有的类，这在大型项目中是非常繁琐的工作。
• 违反开闭原则：修改类本身会违反“对扩展开放，对修改关闭”的原则。

访问者模式实现方式

访问者模式是一种行为设计模式，它允许你向现有的类结构中添加新的操作，而不必修改这些类。这种模式通过定义一个包含多个访问方法的访问者接口来实现，每个具体的访问者类实现了这个接口，并针对每个具体的类提供一个访问方法。

优点

• 易于扩展：可以通过增加新的访问者类来添加新的操作，无需修改现有的类。
• 符合开闭原则：对现有类结构的扩展是通过增加新的访问者类实现的，而不是修改原有的类，这样就遵守了“对扩展开放，对修改关闭”的原则。
• 职责分离：操作逻辑与对象结构分离，使得代码更清晰，也更容易维护。

缺点

• 增加了系统复杂性：需要引入访问者接口和一系列访问者类，增加了系统的复杂性和理解成本。
• 破坏封装性：访问者需要访问对象的内部状态，这可能会破坏对象的封装性。
• 类型依赖：访问者模式通常需要依赖于对象的具体类型，这可能导致更多的类型检查。

实现示例

假设我们有一个简单的类层次结构，包括 Shape 抽象基类和两个派生类 Circle 和 Square。

成员函数实现方式

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a circle." << std::endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a square." << std::endl;
    }
};

// 新增成员函数
void Shape::highlight() const {
    std::cout << "Highlighting shape." << std::endl;
}

访问者模式实现方式

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual void accept(Visitor* visitor) const = 0;
};

class Visitor {
public:
    virtual void visit(const Circle& circle) = 0;
    virtual void visit(const Square& square) = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const {
        std::cout << "Drawing a circle." << std::endl;
    }

    void accept(Visitor* visitor) const override {
        visitor->visit(*this);
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() const {
        std::cout << "Drawing a square." << std::endl;
    }

    void accept(Visitor* visitor) const override {
        visitor->visit(*this);
    }
};

class HighlightVisitor : public Visitor {
public:
    void visit(const Circle& circle) override {
        std::cout << "Highlighting a circle." << std::endl;
    }

    void visit(const Square& square) override {
        std::cout << "Highlighting a square." << std::endl;
    }
};

选择哪种实现方式取决于项目的具体情况。如果你预计未来不会频繁地增加新的操作，并且类结构相对稳定，那么直接使用成员函数的方式可能更为合适。相反，如果你预期会有较多的新操作加入，并且希望保持类结构的稳定性，那么访问者模式可能是更好的选择。