设计模式之访问者模式

        之前我们介绍过观察者模式，是用于数据发生更新时，可以统一通知数据相关的对象进行相应的更新。而本文介绍的访问者模式，则是面对有许多对象需要进行某些操作时，如果在相应类中完成，则会污染类，因为这些操作会发生改变，那么类也会相应改变。如果有一个访问者类，负责统一访问各个对象，即在访问者类中为每一个对象设置访问方法，并且在每一个被访问的类中构建一个接受方法，即接受访问者类访问的方法。那么，如果对某一个被访问者类的访问操作改变，只需要改变访问者类即可，而无需改变被访问者类，这就是访问者模式。访问者模式表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它使你可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

1.适用性与优缺点

1.适用性

a.一个对象结构包含很多类对象，它们有不同的接口，而你想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作。

b.需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而你想避免让这些操作污染这些对象的类。Visitor使得你可以将相关的操作集中起来定义在一个类中。当该对象结构被很多应用共享时，用Visitor模式让每个应用仅包含需要用到的操作。

c.定义对象结构的类很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作。改变对象结构类需要重新对所有访问者的接口，这可能需要很大的代价。如果对象结构类经常改变，那么可能还是在这些类中定义这些操作较好。

2.优点

a.允许你对组合结构加入新的操作，而无需改变自身结构本身。

b.想要加入新的操作，相对容易。

c.访问者所进行的操作，其代码是集中在一起的。

3.缺点

因为游走的功能牵涉其中，所以对组合结构的改变就更加困难。如果组合结构经常改变，那么还是在对象类中操作较好。

2.示例讲解

       如果我们输入一个对象，有两个应用会输出不同结果，面对这种操作对象相同，对应不同操作的，可以使用访问者模式。本文例子，讲述对字符串元素和float类型元素的操作。Visitor类中要实现对对象类的访问，同时每个对象类应该有一个accept方法，用于接受访问者的访问，并且传入的参数是访问者对象，即接受访问者的访问。

首先定义一个Visitable接口，即被访问者接口，很明显，有一个accept方法，并且传入参数是访问者对象：

package element;
import visitor.*;

public interface Visitable {
	public void accept(Visitor visitor);

}

接下来是被访问者两个具体实现类

package element;

import visitor.*;

public class StringElement implements Visitable {
	private String se;
	
	public StringElement(String se)
	{
		this.se=se;
	}
	
	public String getSe()
	{
		return this.se;
	}

	@Override
	public void accept(Visitor visitor) {
		// TODO Auto-generated method stub
		visitor.visitString(this);
	}

}

package element;

import visitor.Visitor;

public class FloatElement implements Visitable {
	private Float fe;
	
	public FloatElement(Float fe)
	{
		this.fe=fe;
	}
	
	public Float getFe()
	{
		return this.fe;
	}

	@Override
	public void accept(Visitor visitor) {
		// TODO Auto-generated method stub
		visitor.visitFloat(this);

	}

}

然后定义一个访问者接口，对于每一个被访问者类都提供了一个visit方法，并且还提供了一个访问对象集合的方法：

package visitor;
import java.util.*;
import element.*;

public interface Visitor {
	public void visitString(StringElement stringE);
	public void visitFloat(FloatElement floatE);
	public void visitCollection(Collection collection);

}

根据应用具体需求，具体实现访问者类：

package visitor;

import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

import element.*;

public class ConcreteVisitor implements Visitor {

	@Override
	public void visitString(StringElement stringE) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(stringE.getSe());

	}

	@Override
	public void visitFloat(FloatElement floatE) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(floatE.getFe());

	}

	@Override
	public void visitCollection(Collection collection) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Iterator iterator =collection.iterator();
		while(iterator.hasNext())
		{
			Object o=iterator.next();
			if(o instanceof Visitable)
			{
				((Visitable)o).accept(this);
			}
		}

	}

}

package visitor;

import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

import element.FloatElement;
import element.StringElement;
import element.Visitable;

public class ConcreteVisitorB implements Visitor {

	@Override
	public void visitString(StringElement stringE) {
		// TODO Auto-generated method stub
		StringBuffer sb=new StringBuffer();
		System.out.println(stringE.getSe()+sb.append(stringE.getSe()).reverse().toString());

	}

	@Override
	public void visitFloat(FloatElement floatE) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(floatE.getFe()*floatE.getFe());

	}

	@Override
	public void visitCollection(Collection collection) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Iterator iterator =collection.iterator();
		while(iterator.hasNext())
		{
			Object o=iterator.next();
			if(o instanceof Visitable)
			{
				((Visitable)o).accept(this);
			}
		}


	}

}

最后是测试程序：

package element;
import visitor.*;
import java.util.*;

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Visitor visitor=new ConcreteVisitor();
		Visitor visitor1=new ConcreteVisitorB();
		StringElement se=new StringElement("abc");
		System.out.println("第一个访问者");
		se.accept(visitor);
		
		
		FloatElement fe=new FloatElement(new Float(1.5));
		fe.accept(visitor);
		System.out.println("第二个访问者");
		se.accept(visitor1);
		fe.accept(visitor1);
		System.out.println("=====第一个访问者访问对象集合=====");
		List result=new ArrayList();
		result.add(new StringElement("abc"));
		result.add(new StringElement("abc"));
		result.add(new StringElement("abc"));
		result.add(new FloatElement(new Float(1.5)));
		result.add(new FloatElement(new Float(1.5)));
		result.add(new FloatElement(new Float(1.5)));
		visitor.visitCollection(result);
		System.out.println("=====第二个访问者访问对象集合=====");
		visitor1.visitCollection(result);
		

	}

}

测试结果如下：

第一个访问者
abc
1.5
第二个访问者
abccba
2.25
=====第一个访问者访问对象集合=====
abc
abc
abc
1.5
1.5
1.5
=====第二个访问者访问对象集合=====
abccba
abccba
abccba
2.25
2.25
2.25

        如上便是访问者模式的应用，如果其中有个应用需要改变，即显示结果改变，那么只需要改变其对应的访问者类即可，而被访问者类无须改变。因此，访问者模式的核心便是利用访问者类集中对被访问者对象的操作，将被访问者类不被具体操作锁污染；并且访问者类需要提供对每个被访问者类访问的方法，而被访问者需要提供一个接受方法，方法参数是访问者对象。