【Java教程】Day20-23 设计模式：行为型模式——访问者模式

最新推荐文章于 2025-04-03 10:57:44 发布

即刻提优

最新推荐文章于 2025-04-03 10:57:44 发布

阅读量366

点赞数 4

分类专栏： Java教程文章标签： java 设计模式访问者模式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/max202011161630/article/details/144857028

版权

Java教程专栏收录该内容

280 篇文章

订阅专栏

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它通过将操作从元素结构中抽离出来，允许我们在不修改元素结构的情况下，向其中添加新的操作。访问者模式适用于以下场景：当你希望在不改变对象结构的情况下，向这些对象结构中的元素添加新的操作时，使用该模式能够实现更高的扩展性。

1. 访问者模式简介

访问者模式的主要目的是使得客户端能够在不改变对象结构的前提下，对其进行新的操作。它适用于对象结构相对稳定，但需要频繁增加新操作的场景。该模式的核心思想是：将数据结构与操作分离，通过将操作封装成访问者对象，进行灵活的扩展。

1.1 访问者模式的组成部分

Visitor（访问者接口）：声明了具体访问者所需的操作，通常每个操作方法对应元素结构中的一个类型。
ConcreteVisitor（具体访问者）：实现了访问者接口，定义具体操作。
Element（元素接口）：定义了接受访问者的方法，通常包括一个accept()方法，允许访问者对元素进行操作。
ConcreteElement（具体元素）：实现了元素接口，定义了具体的业务逻辑。
ObjectStructure（对象结构）：通常是由多个元素组成的结构（如树形结构），提供一个accept()方法来传入访问者对象。

2. 访问者模式的结构

访问者模式通过双重分派的方式，将操作从元素中提取出来。访问者对象与元素结构解耦，并通过回调的方式来执行相应的操作。下面是访问者模式的基本结构：

arduino          ┌───────────────┐          │    Client     │          └──────┬────────┘                 │            ┌────┴─────┐            │  Visitor │            └────┬─────┘                 │        ┌────────┴────────┐        │        │        │┌───────┴──────┐ ┌───────┴──────┐│ConcreteVisitorA│ │ConcreteVisitorB│└────────────────┘ └────────────────┘        │  ┌─────┴─────┐  │ ObjectStructure │  └─────┬─────┘        │   ┌────┴──────┐   │   Element │   └────┬──────┘        │  ┌─────┴─────┐  │ConcreteElementA│  │ConcreteElementB│  └────────────────┘

3. 访问者模式的应用

3.1 问题背景

假设我们需要递归遍历某个文件夹中的所有子文件夹和文件，并找出所有.java文件。传统的递归方式将文件夹遍历和文件操作混在一起，若后续需要新增操作（例如清理.class文件），则必须重复写遍历逻辑。

3.2 使用访问者模式改写

我们可以利用访问者模式，将数据结构与操作逻辑分离，实现对文件系统的操作更加灵活。

步骤一：定义访问者接口

访问者接口定义了能够对文件夹和文件进行的操作：

javapublic interface Visitor {    void visitDir(File dir);  // 访问文件夹    void visitFile(File file); // 访问文件}

步骤二：定义文件结构类

FileStructure类用于存储文件夹信息，并且能够通过handle()方法处理传入的访问者。

javapublic class FileStructure {    private File path;    public FileStructure(File path) {        this.path = path;    }    public void handle(Visitor visitor) {        scan(this.path, visitor);    }    private void scan(File file, Visitor visitor) {        if (file.isDirectory()) {            visitor.visitDir(file);            for (File sub : file.listFiles()) {                scan(sub, visitor);            }        } else if (file.isFile()) {            visitor.visitFile(file);        }    }}

步骤三：定义具体访问者

1. 查找.java文件的访问者：

javapublic class JavaFileVisitor implements Visitor {    public void visitDir(File dir) {        System.out.println("Visiting directory: " + dir);    }    public void visitFile(File file) {        if (file.getName().endsWith(".java")) {            System.out.println("Found Java file: " + file);        }    }}

2. 清理.class文件的访问者：

javapublic class ClassFileCleanerVisitor implements Visitor {    public void visitDir(File dir) {    }    public void visitFile(File file) {        if (file.getName().endsWith(".class")) {            System.out.println("Cleaning class file: " + file);        }    }}

步骤四：使用访问者模式

在客户端代码中，我们可以根据需求传入不同的访问者：

javaFileStructure fs = new FileStructure(new File("."));fs.handle(new JavaFileVisitor()); // 查找 .java 文件fs.handle(new ClassFileCleanerVisitor()); // 清理 .class 文件

4. 访问者模式的优势

访问者模式的核心优势是扩展性。我们可以不修改现有的元素结构，而是通过新增访问者来对元素执行新的操作。例如，增加一个清理.xml文件的操作时，只需要定义一个新的访问者，而不需要修改文件夹结构类。

5. Java标准库中的访问者模式

Java标准库中的Files.walkFileTree()方法实现了一个典型的访问者模式。以下是使用Files.walkFileTree()遍历文件夹的示例：

javaimport java.io.*;import java.nio.file.*;import java.nio.file.attribute.*;public class Main {    public static void main(String[] args) throws IOException {        Files.walkFileTree(Paths.get("."), new MyFileVisitor());    }}class MyFileVisitor extends SimpleFileVisitor<Path> {    public FileVisitResult preVisitDirectory(Path dir, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {        System.out.println("Visiting directory: " + dir);        return FileVisitResult.CONTINUE;    }    public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {        System.out.println("Visiting file: " + file);        return FileVisitResult.CONTINUE;    }}