java之访问者模式

访问者模式

定义

封装某些作用于某种数据结构中各元素的操作，它可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作。

角色

1. 抽象访问者(Visitor)角色：声明了一个或者多个方法操作，形成所有的具体访问者角色必须实现的接口。
2. 具体访问者(ConcreteVisitor)角色：实现抽象访问者所声明的接口，也就是抽象访问者所声明的各个访问操作。
3. 抽象节点(Node)角色：声明一个接受操作，接受一个访问者对象作为一个参数。
4. 具体节点(ConcreteNode)角色：实现了抽象节点所规定的接受操作。
5. 结构对象(ObjectStructure)角色：有如下的责任，可以遍历结构中的所有元素；如果需要，提供一个高层次的接口让访问者对象可以访问每一个元素；如果需要，可以设计成一个复合对象或者一个聚集，如List或Set。

示例

以两个节点为例，visitor需要两个方法分别访问两个节点

public interface Visitor {
	public void visit(NodeA node);
	public void visit(NodeB node);
}

具体的visitorA访问拿到具体的node对象

public class VisitorA implements Visitor{

	@Override
	public void visit(NodeA node) {
		System.out.println("VisitorA访问："+node.operationA());
	}

	@Override
	public void visit(NodeB node) {
		System.out.println("VisitorA访问："+node.operationB());
	}
}

node接口，接受visitor访问

public interface Node {
	public void accept(Visitor visitor);
}

具体的节点nodeA，接受访问者访问并返回自身对象

public class NodeA implements Node {

	@Override
	public void accept(Visitor visitor) {
		visitor.visit(this);
	}

	public String operationA(){
		return "NodeA";
	}
}

具体的节点nodeB，接受访问者返回自身对象

public class NodeB implements Node {

	@Override
	public void accept(Visitor visitor) {
		visitor.visit(this);
	}
	
	public String operationB(){
		return "NodeB";
	}
}

拥有节点的聚集对象

public class ObjectStructure {

	private List nodes;
	
	public ObjectStructure() {
		this.nodes = new ArrayList();
	}
	
	public void addNode(Node node){
		this.nodes.add(node);
	}
	
	public void deleteNode(Node node){
		this.nodes.remove(node);
	}
	
	public void action(Visitor visitor){
		for (Node node : nodes) {
			node.accept(visitor);
		}
	}
}

测试类

public class VisitorTest {

	public static void main(String[] args) {
		ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();
		
		objectStructure.addNode(new NodeA());
		objectStructure.addNode(new NodeB());
		
		//提供操作方法让visitor一一访问每个node
		objectStructure.action(new VisitorA());
	}
}

分析

1. node接口对象accept接受visitor的访问，visitor调用visit方法访问node对象并动态传入具体的node实现类（nodeA，nodeB等），然后对具体的node实现类操作，从而达到不修改原来node集合的数据结构的情况下操作数据，例如这里如果再新增一个节点nodeC，只需要在visitor接口中增加一个对nodeC的访问，然后将nodeC增加到集合中，那么我就可以实现对nodeC的操作；
2. 假设不用访问者模式，由于集合中存放的是Node接口，往集合中增加接口实现类，之后在想取得具体的实现类是很难实现的，例如上面例子中的objectStructure中存放NodeA跟NodeB对象，从objectStructure取出来全是Node对象不能向下转型成具体的实现类，因此不能针对具体实现类操作，用访问者模式则会动态的访问到子类的重写的方法（其实是实现具体的接口）从而获取到具体的子类实例对象；

优点

1. 好的扩展性
   能够在不修改对象结构中的元素的情况下，为对象结构中的元素添加新的功能。
2. 好的复用性
   可以通过访问者来定义整个对象结构通用的功能，从而提高复用程度。
3. 分离无关行为
   可以通过访问者来分离无关的行为，把相关的行为封装在一起，构成一个访问者，这样每一个访问者的功能都比较单一。

缺点

1. 对象结构变化很困难
   不适用于对象结构中的类经常变化的情况，因为对象结构发生了改变，访问者的接口和访问者的实现都要发生相应的改变，代价太高。

2. 破坏封装
   访问者模式通常需要对象结构开放内部数据给访问者和ObjectStructrue，这破坏了对象的封装性。