了解23种设计模式之访问者模式
了解23种设计模式之访问者模式
- 什么是访问者模式
- 访问者模式的特点和角色
- 代码实现
- 访问者模式实例应用
- 访问者模式的应用场景
- 访问者扩展
什么是访问者模式
在现实生活中，有些集合对象存在多种不同的元素，且每种元素也存在多种不同的访问者和处理方式。例如，公园中存在多个景点，也存在多个游客，不同的游客对同一景点的评价可能不同，医院医生开的处方单中包含多种药元素，査看它的划价员和药房工作人员对它的处理方式也不同，划价员根据处方单上面的药品名和数量进行划价，药房工作人员根据处方单的内容进行抓药。
这些被处理的数据元素相对稳定而访问方式多种多样的数据结构，如果用访问者模式来出来比较方便，访问者模式能把处理方法从数据结构分离出来，并可以根据需要增加新的处理方法，且不用修改原来的程序代码与数据结构，这提高了程序的扩展性和灵活性。
访问者模式（Visitor），表示一个作用于对象结构中的各个元素的操作。它使你可以在不改变元素的前提下定义作用于这些元素的新操作。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，是行为模式中最复杂的一种模式
访问者模式的特点和角色
优点：
1，扩展性好。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，复用性好。可以通过访问者来定义整个对象结构通用的功能，从而提高系统的复用程度。
3，灵活性好。访问者模式将数据结构与作用于结构上的操作解耦，使得操作集合可相对自由地演化而不影响系统的数据结构。
4，符合单一职责原则。访问者模式把相关的行为封装在一起，构成一个访问者，使每一个访问者的功能都比较单一。
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，都要在每一个具体访问者类中增加相应的具体操作，这违背了“开闭原则”。
2，破坏封装。访问者模式中具体元素对访问者公布细节，这破坏了对象的封装性。
3，违反了依赖倒置原则。访问者模式依赖了具体类，而没有依赖抽象类。
角色：
1，抽象访问者（Visitor）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。
2，具体访问者（ConcreteVisitor）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。
3，抽象元素（Element）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。
4，具体元素（ConcreteElement）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。
5，对象结构（Object Structure）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。
结构图如下：
代码实现
抽象访问者（Visitor）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。
public abstract class Visitor {
/**
* 具体的访问者，实现每个由Visitor声明的操作，每个操作实现算法的一部分，而该算法片段乃是对应与
* 结果中对象的类
* @param concreteElmentA
*/
public abstract void VisitorConcreteElmentA(ConcreteElmentA concreteElmentA);
public abstract void VisitorConcreteElmentB(ConcreteElmentB concreteElmentB);
}
具体访问者（ConcreteVisitor）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。
public class ConcreteVisitor1 extends Visitor{
@Override
public void VisitorConcreteElmentA(ConcreteElmentA concreteElmentA) {
System.out.println("具体访问者1访问--->"+concreteElmentA.OperationA());
}
@Override
public void VisitorConcreteElmentB(ConcreteElmentB concreteElmentB) {
System.out.println("具体访问者1访问--->"+concreteElmentB.OperationB());
}
}
public class ConcreteVisitor2 extends Visitor{
@Override
public void VisitorConcreteElmentA(ConcreteElmentA concreteElmentA) {
System.out.println("具体访问者2访问--->"+concreteElmentA.OperationA());
}
@Override
public void VisitorConcreteElmentB(ConcreteElmentB concreteElmentB) {
System.out.println("具体访问者2访问--->"+concreteElmentB.OperationB());
}
}
抽象元素（Element）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。
public abstract class Element {
public abstract void accept(Visitor visitor);
}
具体元素（ConcreteElement）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。
public class ConcreteElmentA extends Element{
/**
* 充分利用双分派技术，实现处理与数据结构的分离
* @param visitor
*/
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.VisitorConcreteElmentA(this);
}
public String OperationA(){
return "具体元素A的操作。";
}
}
public class ConcreteElmentB extends Element {
@Override
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.VisitorConcreteElmentB(this);
}
public String OperationB(){
return "具体元素B的操作。";
}
}
对象结构（Object Structure）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。
public class ObjectStructure {
private List<Element> elements = new ArrayList<Element>();
public void attach(Element element){
elements.add(element);
}
public void Detach(Element element){
elements.remove(element);
}
public void accept(Visitor visitor){
for (Element e : elements) {
e.accept(visitor);
}
}
}
测试
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
ObjectStructure os=new ObjectStructure();
os.attach(new ConcreteElmentA());
os.attach(new ConcreteElmentB());
Visitor visitor=new ConcreteVisitor1();
os.accept(visitor);
System.out.println("------------------------");
visitor=new ConcreteVisitor2();
os.accept(visitor);
}
}
访问者模式实例应用
这里的关键在于人就只分为
男人和女人，这个性别的分类是稳定的，所以在状态中，增加了 ‘’男人的反应‘’和‘’女人的反应‘’ 两个方法，方法个数是稳定的，不会很容易发生变化，而人的抽象类person，有个抽象方法接受，它是用来获得状态的对象。每一个具体状态都继承Action状态抽象类，实现两个反应的方法
抽象访问者（Visitor）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。
public interface Action {
//男人的反应
public void getManConclusion(Man concreteElmentA);
//女人的反应
public void getWomenConclusion(Women concreteElmentB);
}
具体访问者（ConcreteVisitor）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。
public class Success implements Action{
@Override
public void getManConclusion(Man concreteElmentA) {
System.out.println("男人成功时，背后有一个伟大的女人");
}
@Override
public void getWomenConclusion(Women concreteElmentB) {
System.out.println("女人成功时，背后有一个不成功的男人");
}
}
public class Failing implements Action{
@Override
public void getManConclusion(Man concreteElmentA) {
System.out.println("男人失败时，闷头喝酒，谁也不用劝");
}
@Override
public void getWomenConclusion(Women concreteElmentB) {
System.out.println("女人失败时，闷闷不乐，谁也劝不了");
}
}
抽象元素（Element）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。
public interface Person {
/**
* 用来获得状态对象的
* @param visitor
*/
public void accept(Action visitor);
}
具体元素（ConcreteElement）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。
public class Man implements Person{
@Override
public void accept(Action visitor) {
visitor.getManConclusion(this);
}
}
public class Women implements Person {
@Override
public void accept(Action visitor) {
visitor.getWomenConclusion(this);
}
}
对象结构（Object Structure）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。
public class ObjectStructure {
private List<Element> elements = new ArrayList<Element>();
public void attach(Element element){
elements.add(element);
}
public void Detach(Element element){
elements.remove(element);
}
public void accept(Visitor visitor){
for (Element e : elements) {
e.accept(visitor);
}
}
}
测试
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
ObjectStructure os=new ObjectStructure();
os.attach(new Man());
os.attach(new Women());
Success status = new Success();
os.accept(status);
}
}
访问者模式的应用场景
1，对象结构相对稳定，但其操作算法经常变化的程序。
2，对象结构中的对象需要提供多种不同且不相关的操作，而且要避免让这些操作的变化影响对象的结构。
3，对象结构包含很多类型的对象，希望对这些对象实施一些依赖于其具体类型的操作。
访问者扩展
访问者（Visitor）模式是使用频率较高的一种设计模式，它常常同以下两种设计模式联用。
(1)与“迭代器模式”联用。因为访问者模式中的“对象结构”是一个包含元素角色的容器，当访问者遍历容器中的所有元素时，常常要用迭代器。如【例1】中的对象结构是用 List 实现的，它通过 List 对象的 Itemtor() 方法获取迭代器。如果对象结构中的聚合类没有提供迭代器，也可以用迭代器模式自定义一个。
(2)访问者（Visitor）模式同“组合模式”联用。因为访问者（Visitor）模式中的“元素对象”可能是叶子对象或者是容器对象，如果元素对象包含容器对象，就必须用到组合模式。