设计模式之-访问者模式

原创于 2025-07-09 15:22:50 发布 · 602 阅读

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一、定义

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它将作用于某对象结构的操作封装到独立的类中，使得在不改变对象结构的前提下添加新的操作变得更加容易。

本质：让操作和结构解耦，通过“双分派”机制在访问者中实现针对不同类型元素的处理逻辑。

二、适用场景

有一个对象结构（如 AST、表单、订单、规则树等），包含多种类型元素；
想对结构中不同类型的元素执行不同操作（如校验、导出、计算、转换等）；
希望频繁添加操作，而不是修改元素类本身；
元素结构比较稳定，但操作种类经常变化。

三、核心角色

角色	说明
`Visitor`	抽象访问者，声明访问每个元素的方法
`ConcreteVisitor`	具体访问者，实现访问逻辑（如计算、打印、校验等）
`Element`	抽象元素，定义 `accept(Visitor)`接口
`ConcreteElement`	具体元素，实现 accept 并将自身传递给访问者的对应方法
`ObjectStructure`	元素集合类，负责管理元素并接受访问者

四、业务背景示例：保险理赔系统规则引擎

在保险理赔系统中，不同的保单类型（医疗险、意外险、财产险）有不同的计算规则，我们希望可以在不修改保单类型类的前提下：

增加理赔金额计算逻辑
增加打印规则报告
增加风控规则验证

使用访问者模式非常适合！

五、代码实现

1. 抽象元素接口（Element 角色）

// 所有保单的抽象接口，定义接受访问者的入口
public interface PolicyElement {
    void accept(PolicyVisitor visitor);
}

2. 具体元素类（ConcreteElement 角色）

// 医疗保险保单
public class MedicalPolicy implements PolicyElement {
    private double baseAmount;

    public MedicalPolicy(double baseAmount) {
        this.baseAmount = baseAmount;
    }

    public double getBaseAmount() {
        return baseAmount;
    }

    @Override
    public void accept(PolicyVisitor visitor) {
        visitor.visitMedical(this);
    }
}

// 意外保险保单
public class AccidentPolicy implements PolicyElement {
    private int accidentLevel;

    public AccidentPolicy(int accidentLevel) {
        this.accidentLevel = accidentLevel;
    }

    public int getAccidentLevel() {
        return accidentLevel;
    }

    @Override
    public void accept(PolicyVisitor visitor) {
        visitor.visitAccident(this);
    }
}

// 财产保险保单
public class PropertyPolicy implements PolicyElement {
    private double damagePercent;

    public PropertyPolicy(double damagePercent) {
        this.damagePercent = damagePercent;
    }

    public double getDamagePercent() {
        return damagePercent;
    }

    @Override
    public void accept(PolicyVisitor visitor) {
        visitor.visitProperty(this);
    }
}

3. 抽象访问者接口（Visitor 角色）

public interface PolicyVisitor {
    void visitMedical(MedicalPolicy policy);
    void visitAccident(AccidentPolicy policy);
    void visitProperty(PropertyPolicy policy);
}

4. 具体访问者：理赔金额计算（ConcreteVisitor 角色）

// 实现理赔金额的计算规则
public class ClaimAmountCalculator implements PolicyVisitor {
    private double totalAmount = 0;

    public double getTotalAmount() {
        return totalAmount;
    }

    @Override
    public void visitMedical(MedicalPolicy policy) {
        double amount = policy.getBaseAmount() * 0.8; // 医疗赔80%
        System.out.println("[医疗险] 理赔金额: " + amount);
        totalAmount += amount;
    }

    @Override
    public void visitAccident(AccidentPolicy policy) {
        double amount = 1000 * policy.getAccidentLevel(); // 每等级赔1000元
        System.out.println("[意外险] 理赔金额: " + amount);
        totalAmount += amount;
    }

    @Override
    public void visitProperty(PropertyPolicy policy) {
        double amount = 50000 * policy.getDamagePercent(); // 最高赔5万，按比例
        System.out.println("[财产险] 理赔金额: " + amount);
        totalAmount += amount;
    }
}

5. 对象结构类（ObjectStructure 角色）

// 保单集合，统一接受访问者
public class PolicyBook {
    private List<PolicyElement> policies = new ArrayList<>();

    public void addPolicy(PolicyElement policy) {
        policies.add(policy);
    }

    public void accept(PolicyVisitor visitor) {
        for (PolicyElement policy : policies) {
            policy.accept(visitor);
        }
    }
}

6. 客户端调用（Client）

public class VisitorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 构建保单列表
        PolicyBook policyBook = new PolicyBook();
        policyBook.addPolicy(new MedicalPolicy(10000));
        policyBook.addPolicy(new AccidentPolicy(3));
        policyBook.addPolicy(new PropertyPolicy(0.6));

        // 理赔金额访问者
        ClaimAmountCalculator calculator = new ClaimAmountCalculator();
        policyBook.accept(calculator);

        System.out.println("总理赔金额：" + calculator.getTotalAmount());
    }
}

六、类与角色对照表

类名	模式角色	说明
`PolicyVisitor`	Visitor	抽象访问者接口
`ClaimAmountCalculator`	ConcreteVisitor	理赔金额计算访问者
`PolicyElement`	Element	抽象保单元素接口
`MedicalPolicy`	ConcreteElement	医疗保险
`AccidentPolicy`	ConcreteElement	意外保险
`PropertyPolicy`	ConcreteElement	财产保险
`PolicyBook`	ObjectStructure	保单集合结构
`VisitorDemo`	Client	客户端，执行访问者逻辑

七、优缺点分析（Pros & Cons）

✅ 优点

优点	说明
扩展性强	新增操作只需添加访问者类，不改动元素类
职责分离清晰	操作封装在访问者中，元素关注数据本身
支持双分派	根据访问者和元素的类型决定最终方法调用，避免大量 if/instanceof 判断

❌ 缺点

缺点	说明
元素类变更影响大	添加新元素，需要修改所有访问者类
破坏封装性	访问者可能访问元素内部状态，破坏其封装性
维护成本高	访问者与元素类之间强耦合，每增加一种结构或行为都要成对修改

八、真实业务使用场景

场景	应用说明
报表系统	多种报表对结构相同的数据生成不同格式（Excel/PDF/HTML）
税务计算	针对不同类型产品或用户计算不同税率
保险理赔规则	本文示例：针对不同保单类型应用不同计算逻辑
编译器语法树遍历	不同的语法节点交给不同访问者生成中间代码、语义分析等
产品导出	电商商品导出多种格式（JSON、XML、YAML）