设计模式-访问者模式

定义

访问者（Visitor）模式的定义：将作用于某种数据结构中的各元素的操作分离出来封装成独立的类，使其在不改变数据结构的前提下可以添加作用于这些元素的新的操作，为数据结构中的每个元素提供多种访问方式。它将对数据的操作与数据结构进行分离，是行为类模式中最复杂的一种模式。

特点

主要将数据结构与数据操作分离。

使用场景

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，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，使用访问者模式将这些封装到类中。

优缺点

(1) 优点

• • 封装了转换规则。
  • 枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。
  • 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
  • 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。
  • 可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。

(2) 缺点

• • 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
  • 状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
  • 状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

模式结构

• • 抽象访问者（ComputerPartVisitor）角色：定义一个访问具体元素的接口，为每个具体元素类对应一个访问操作 visit() ，该操作中的参数类型标识了被访问的具体元素。
  • 具体访问者（ComputerPartDisplayVisitor）角色：实现抽象访问者角色中声明的各个访问操作，确定访问者访问一个元素时该做什么。
  • 抽象元素（ComputerPart）角色：声明一个包含接受操作 accept() 的接口，被接受的访问者对象作为 accept() 方法的参数。
  • 具体元素（Keyboard等）角色：实现抽象元素角色提供的 accept() 操作，其方法体通常都是 visitor.visit(this) ，另外具体元素中可能还包含本身业务逻辑的相关操作。
  • 对象结构（Computer）角色：是一个包含元素角色的容器，提供让访问者对象遍历容器中的所有元素的方法，通常由 List、Set、Map 等聚合类实现。

具体实现

状态接口和实现

/**
 * 元素接口
 */
public interface ComputerPart {
    void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor);
}

/**
 * 元素具体实现
 */
public class Computer implements ComputerPart {

    ComputerPart[] parts;

    public Computer() {
        parts = new ComputerPart[]{new Mouse(), new Keyboard(), new Monitor()};
    }


    @Override
    public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
        for (int i = 0; i < parts.length; i++) {
            parts[i].accept(computerPartVisitor);
        }
        computerPartVisitor.visit(this);
    }
}

/**
 * 元素具体实现
 */
public class Keyboard implements ComputerPart {

    @Override
    public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) {
        computerPartVisitor.visit(this);
    }
}

访问者接口和实现类

/**
 * 访问者接口
 */
public interface ComputerPartVisitor {
    void visit(Computer computer);

    void visit(Mouse mouse);

    void visit(Keyboard keyboard);

    void visit(Monitor monitor);
}

/**
 * 访问者实现类
 */
public class ComputerPartDisplayVisitor implements ComputerPartVisitor {

    @Override
    public void visit(Computer computer) {
        System.out.println("Displaying Computer.");
    }

    @Override
    public void visit(Mouse mouse) {
        System.out.println("Displaying Mouse.");
    }

    @Override
    public void visit(Keyboard keyboard) {
        System.out.println("Displaying Keyboard.");
    }

    @Override
    public void visit(Monitor monitor) {
        System.out.println("Displaying Monitor.");
    }
}

具体使用

/**
 * 访问者模式
 */
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        ComputerPart computer = new Computer();
        computer.accept(new ComputerPartDisplayVisitor());
    }
}

实际应用

1. 数据报表。数据固定，但数据的计算展示形式有多种
2. 与迭代器模式一起使用，遍历list、map的数据