设计模式——访问者模式

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发布于 2021-05-14 10:32:59

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发布于 2021-05-14 10:32:59

设计模式——访问者模式

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在开发中，有些集合存在多种不同的对象实例（例如：男人、女人），且每个对象也存在多种不同的访问者或处理方式（性格：暴躁、温和）。这样的例子还有很多，例如：好声音节目中不同评委，以及评委对他们的评价的选项，等等。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，如果使用 “访问者模式” 来处理比较方便。访问者模式能把处理方法从数据结构中分离出来，并可以根据需要增加新的处理方式，且不用修改原来的程序代码与数据结构，这提高了代码的扩展性和灵活性。

一、访问者模式基本介绍

【1】访问者模式（Visitor Pattern）：封装一些作用于某种数据结构的各元素的操作，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。【2】主要将数据结构与数据操作分离：解决数据结构和操作耦合性问题。【3】访问者模式的基本工作原理：在被访问者（上面提到的评委）的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。【4】访问者模式主要应用场景：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的操作（这些操作彼此没有关联），同时避免让这些操作 “污染” 这些类对象，可以选用访问者模式。

二、访问者模式的优缺点

【访问者（Visitor）模式，其主要优点如下】： ● 扩展性好：能够在不修改对象结构中元素的情况下，为对象结构中的元素添加新功能； ● 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功能； ● 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； 【访问者（Visitor）模式，其主要缺点如下】： ● 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响应的具体操作，违背了 “开闭原则”。 ● 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。 ● 违反了依赖倒置原则：访问模式依赖了具体类，而没有依赖抽象类。 ● 具体元素对访问者公布细节：也就是说访问者关注了其他类的内部细节，这是迪米特法则所不建议的，这样造成了具体元素变得更比较困难。

三、访问者模式结构类图

访问者模式的关键在于：如何将元素的操作分离出来封装成独立的类，其基本机构如下：【1】抽象访问者角色（Visitor）：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，该操作中的参数类型标识了被访问的具体元素。【2】具体访问者角色（ConcreteVisitor）：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】抽象元素角色（Element）：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】具体元素角色（ConcreteElement）：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包含本身业务逻辑的相关操作。【5】对象结构角色（Object Structure）：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。

四、访问者模式案例分析

评委评价歌手是否晋级的案例

【1】抽象访问者角色

//访问者接口
public interface Action {
    //得到评委A的评价  JudgesImpl_A 具体实现类
    public void getJudage_A(JudgesImpl_A judageA);
    //得到评委B的评价
    public void getJudage_B(JudgesImpl_B judageB);
}

【2】抽象访问者的具体实现类——晋级

//晋级
public class Promotion implements Action {

    @Override
    public void getJudage_A(JudgesImpl_A judageA) {
        System.out.println("评委A名称:"+judageA.getName());
        System.out.println("给的评价是=========晋级");
    }

    @Override
    public void getJudage_B(JudgesImpl_B judageB) {
        System.out.println("评委B名称:"+judageB.getName());
        System.out.println("给的评价是=========晋级");
    }

}

【3】抽象访问者的具体实现类——淘汰

public class Eleminate implements Action{

    @Override
    public void getJudage_A(JudgesImpl_A judageA) {
        System.out.println("评委A名称:"+judageA.getName());
        System.out.println("给的评价是=========淘汰");
    }

    @Override
    public void getJudage_B(JudgesImpl_B judageB) {
        System.out.println("评委B名称:"+judageB.getName());
        System.out.println("给的评价是=========淘汰");
    }

}

【4】抽象元素接口，包含访问者方法 accept ——评委接口

//评委接口  被访问者接口
public interface IJudges {
    //提供一个访问方法,出入访问者实例
    public void accept(Action action);
}

【5】抽象元素接口的具体实现类——评委A

//评委A  被访问者
public class JudgesImpl_A implements IJudges{
    //传入一个评委名称
    private String name;
    //构造器
    public JudgesImpl_A(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void accept(Action action) {
        System.out.println("具体被访问者（评委A）对象，给出的评价是==");
        action.getJudage_A(this);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}

【6】抽象元素接口的具体实现类——评委B

//评委B  被访问者
public class JudgesImpl_B implements IJudges{
    private String name;
    //构造器
    public JudgesImpl_B(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void accept(Action action) {
        System.out.println("具体被访问者（评委B）对象，给出的评价是==");
        action.getJudage_B(this);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}

【7】对象结构实现类，将被访问类进行封装。

//将评委评论进行统计
public class ObjectStrFactory {
    //维护一个被访问者集合
    private List<IJudges> judage = new LinkedList();

    //添加评委
    public void add(IJudges jud) {
        judage.add(jud);
    }
    //移除评委
    public void remove(IJudges jud) {
        judage.remove(jud);
    }
    //展示评论
    public void disply(Action action) {
        for (IJudges iJudges : judage) {
            iJudges.accept(action);
        }
    }
}

【8】客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建结构体工厂
        ObjectStrFactory objectStrFactory = new ObjectStrFactory();
        //添加评委
        objectStrFactory.add(new JudgesImpl_A("周杰伦"));
        objectStrFactory.add(new JudgesImpl_B("蔡徐坤"));
        //展示评价:晋级的评价
        /**
         * 输出：
         * 具体被访问者（评委A）对象，给出的评价是==
         * 评委A名称:周杰伦
         * 给的评价是=========晋级
         * 具体被访问者（评委B）对象，给出的评价是==
         * 评委B名称:蔡徐坤
         * 给的评价是=========晋级
         */
        objectStrFactory.disply(new Promotion());
        //如果评价是 淘汰
        /**
         * 输入：
         * 具体被访问者（评委A）对象，给出的评价是==
         * 评委A名称:周杰伦
         * 给的评价是=========淘汰
         * 具体被访问者（评委B）对象，给出的评价是==
         * 评委B名称:蔡徐坤
         * 给的评价是=========淘汰
         */
        objectStrFactory.disply(new Eleminate());
    }
}

五、访问者模式的优点实操

当需要扩展一个 “待定” 的元素选项时，非常方便，简单两步操作即可完成：【1】添加 “待定” 元素的实体类，如下：并实现所有评委给的 “待定评价” 即可。

//待定
public class Wait implements Action{

    @Override
    public void getJudage_A(JudgesImpl_A judageA) {
        System.out.println("评委A名称:"+judageA.getName());
        System.out.println("给的评价是=========待定");
    }

    @Override
    public void getJudage_B(JudgesImpl_B judageB) {
        System.out.println("评委B名称:"+judageB.getName());
        System.out.println("给的评价是=========待定");
    }

}

【2】客户端调用时，只需传入待定的实体类，便可获取待定评价。通过扩展我们才看出来访问者模式的强大之处。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
                //输出
        /**
         * 具体被访问者（评委B）对象，给出的评价是==
         * 评委B名称:蔡徐坤
         * 给的评价是=========淘汰
         * 具体被访问者（评委A）对象，给出的评价是==
         * 评委A名称:周杰伦
         * 给的评价是=========待定
         * 具体被访问者（评委B）对象，给出的评价是==
         * 评委B名称:蔡徐坤
         * 给的评价是=========待定
         */
        objectStrFactory.disply(new Wait());
    }
}