java设计模式之访问者模式

一、访问者模式简介
对于系统中一个已经完成的类层次结构，我们已经给它提供了满足需求的接口。但是面对新增加的需求，我们应该怎么做呢？如果这是为数不多的几次变动，而且你不用为了一个需求的调整而将整个类层次结构统统地修改一遍，那么直接在原有类层次结构上修改也许是个不错的主意。
但是往往我们遇到的却是：这样的需求变动也许会不停的发生；更重要的是需求的任何变动可能都要让你将整个类层次结构修改个底朝天……。这种类似的操作分布在不同的类里面，不是一个好现象，我们要对这个结构重构一下了。
那么，访问者模式也许是你很好的选择。 
访问者模式，顾名思义使用了这个模式后就可以在不修改已有程序结构的前提下，通过添加额外的“访问者”来完成对已有代码功能的提升。
《设计模式》一书对于访问者模式给出的定义为：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。从定义可以看出结构对象是使用访问者模式必须条件，而且这个结构对象必须存在遍历自身各个对象的方法。这便类似于java中的collection概念了。
以下是访问者模式的组成结构：
1、访问者角色（Visitor）：为该对象结构中具体元素角色声明一个访问操作接口。该操作接口的名字和参数标识了发送访问请求给具体访问者的具体元素角色。这样访问者就可以通过该元素角色的特定接口直接访问它。
2、具体访问者角色（Concrete Visitor）：实现每个由访问者角色（Visitor）声明的操作。
3、元素角色（Element）：定义一个Accept操作，它以一个访问者为参数。
4、具体元素角色（Concrete Element）：实现由元素角色提供的Accept操作。
5、对象结构角色（Object Structure）：这是使用访问者模式必备的角色。它要具备以下特征：能枚举它的元素；可以提供一个高层的接口以允许该访问者访问它的元素；可以是一个复合（组合模式）或是一个集合，如一个列表或一个无序集合。
访问者模式的适用场景：
1、假如一个对象中存在着一些与本对象不相干（或者关系较弱）的操作，为了避免这些操作污染这个对象，则可以使用访问者模式来把这些操作封装到访问者中去。
2、假如一组对象中，存在着相似的操作，为了避免出现大量重复的代码，也可以将这些重复的操作封装到访问者中去。
但是，访问者模式并不是那么完美，它也有着致命的缺陷：增加新的元素类比较困难。通过访问者模式的代码可以看到，在访问者类中，每一个元素类都有它对应的处理方法，也就是说，每增加一个元素类都需要修改访问者类（也包括访问者类的子类或者实现类），修改起来相当麻烦。也就是说，在元素类数目不确定的情况下，应该慎用访问者模式。所以，访问者模式比较适用于对已有功能的重构，比如说，一个项目的基本功能已经确定下来，元素类的数据已经基本确定下来不会变了，会变的只是这些元素内的相关操作，这时候，我们可以使用访问者模式对原有的代码进行重构一遍，这样一来，就可以在不修改各个元素类的情况下，对原有功能进行修改。
二、示例演示
代码测试

//定义抽象元素角色
abstract class Element {  
    //定义一个Accept操作，它以一个访问者为参数。
    public abstract void accept(IVisitor visitor); 
    public abstract void doSomething();  
}  
//定义访问者接口  
interface IVisitor {  
//为具体元素角色声明一个访问操作接口visit
    public void visit(ConcreteElement1 el1);  
    public void visit(ConcreteElement2 el2);  
}  
//定义具体元素角色
class ConcreteElement1 extends Element {  
    public void doSomething(){  
        System.out.println("这是元素1");  
    }  
//实现由元素角色提供的Accept操作
    public void accept(IVisitor visitor) {  
        visitor.visit(this);  
    }  
}  
  
class ConcreteElement2 extends Element {  
    public void doSomething(){  
        System.out.println("这是元素2");  
    }  
//实现由元素角色提供的Accept操作     
    public void accept(IVisitor visitor) {  
        visitor.visit(this);  
    }  
}  
//具体访问者角色
class Visitor implements IVisitor {  
  
    //实现每个由访问者角色（IVisitor）声明的操作
    public void visit(ConcreteElement1 el1) {  
        el1.doSomething();  
    }  
      
    public void visit(ConcreteElement2 el2) {  
        el2.doSomething();  
    }  
}  
//对象结构角色  
class ObjectStruture {  
    public static List<Element> getList(){  
        List<Element> list = new ArrayList<Element>();  
        Random ran = new Random();  
        for(int i=0; i<10; i++){  
            int a = ran.nextInt(100);  
            if(a>50){  
                list.add(new ConcreteElement1());  
            }else{  
                list.add(new ConcreteElement2());  
            }  
        }  
        return list;  
    }  
}  
//测试代码  
public class Client {  
    public static void main(String[] args){  
        List<Element> list = ObjectStruture.getList();  
        for(Element e: list){  
            e.accept(new Visitor());  
        }  
    }  
}  

三、总结
访问者模式的优点:
1、使得增加新的访问操作变得很容易。如果一些操作依赖于一个复杂的结构对象的话，那么一般而言，增加新的操作会很复杂。而使用访问者模式，增加新的操作就意味着增加一个新的访问者类，因此，变得很容易。
2、将有关元素对象的访问行为集中到一个访问者对象中，而不是分散到一个个的元素类中。
3、访问者模式可以跨过几个类的等级结构访问属于不同的等级结构的成员类。迭代子只能访问属于同一个类型等级结构的成员对象，而不能访问属于不同等级结构的对象。访问者模式可以做到这一点。
4、让用户能够在不修改现有类层次结构的情况下，定义该类层次结构的操作。
访问者模式的缺点:
1、增加新的元素类很困难。在访问者模式中，每增加一个新的元素类都意味着要在抽象访问者角色中增加一个新的抽象操作，并在每一个具体访问者类中增加相应的具体操作，违背了“开闭原则”的要求。
2、破坏封装。访问者模式要求访问者对象访问并调用每一个元素对象的操作，这意味着元素对象有时候必须暴露一些自己的内部操作和内部状态，否则无法供访问者访问。