小谈设计模式（29）—访问者模式
小谈设计模式（29）—访问者模式
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主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位
访问者模式
访问者模式是一种行为型设计模式，它允许你将算法与一个对象结构分离开来。通过这种方式，可以在不改变对象结构的情况下，向对象结构中添加新的操作。
角色分析
访问者（Visitor）和被访问者（Element）
访问者
定义了一组可以访问不同类型被访问者的方法
被访问者
定义了接受访问者的方法。访问者通过被访问者的接口访问被访问者，并对其进行操作。
优缺点分析
优点
将数据结构与算法分离
访问者模式可以将数据结构与算法分离，使得算法可以独立于数据结构而变化，提高了代码的可维护性和可扩展性。
增加新的操作很容易
当需要增加新的操作时，只需要增加一个新的访问者类即可，不需要修改原有的代码。
增加新的数据结构很困难
当需要增加新的数据结构时，需要修改所有的访问者类，因此增加新的数据结构比较困难。
4
访问者模式符合单一职责原则和开闭原则
缺点
增加新的数据结构比较困难
当需要增加新的数据结构时，需要修改所有的访问者类，因此增加新的数据结构比较困难。
增加新的操作会导致访问者类的数量增加
当需要增加新的操作时，需要增加一个新的访问者类，因此访问者类的数量会增加。
3
导致系统变得复杂，增加了代码的阅读难度。
4
访问者模式需要对数据结构进行抽象，增加了系统的抽象性和理解难度。
总结
访问者模式适用于数据结构相对稳定，但是经常需要增加新的操作的场景，同时访问者模式也需要权衡系统的复杂度和可维护性。
Java程序示例
要求：
为一个图形库添加一个新的功能，即计算图形的面积和周长。我们可以使用访问者模式来实现这个功能。
首先，我们定义一个抽象的图形类（Element），其中包含一个接受访问者的方法 accept()，以及一个抽象的计算面积和周长的方法 calculate()。
abstract class Shape {
public abstract void accept(Visitor visitor);
public abstract void calculate();
}```
### 然后，我们定义两个具体的图形类，圆形和矩形，它们都继承自图形类。
```java
class Circle extends Shape {
private double radius;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
public double getRadius() {
return radius;
}
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
public void calculate() {
System.out.println("Calculating area and perimeter of circle");
}
}
class Rectangle extends Shape {
private double width;
private double height;
public Rectangle(double width, double height) {
this.width = width;
this.height = height;
}
public double getWidth() {
return width;
}
public double getHeight() {
return height;
}
public void accept(Visitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
public void calculate() {
System.out.println("Calculating area and perimeter of rectangle");
}
}接下来，我们定义一个访问者接口（Visitor），其中包含了访问圆形和矩形的方法 visit()。
interface Visitor {
void visit(Circle circle);
void visit(Rectangle rectangle);
}然后，我们实现具体的访问者类（AreaVisitor和PerimeterVisitor），分别用于计算图形的面积和周长。
class AreaVisitor implements Visitor {
public void visit(Circle circle) {
double area = Math.PI * circle.getRadius() * circle.getRadius();
System.out.println("Area of circle: " + area);
}
public void visit(Rectangle rectangle) {
double area = rectangle.getWidth() * rectangle.getHeight();
System.out.println("Area of rectangle: " + area);
}
}
class PerimeterVisitor implements Visitor {
public void visit(Circle circle) {
double perimeter = 2 * Math.PI * circle.getRadius();
System.out.println("Perimeter of circle: " + perimeter);
}
public void visit(Rectangle rectangle) {
double perimeter = 2 * (rectangle.getWidth() + rectangle.getHeight());
System.out.println("Perimeter of rectangle: " + perimeter);
}
}最后，我们可以在客户端代码中使用访问者模式来计算图形的面积和周长。
public static void main(String[] args) {
List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
shapes.add(new Circle(5));
shapes.add(new Rectangle(3, 4));
Visitor areaVisitor = new AreaVisitor();
Visitor perimeterVisitor = new PerimeterVisitor();
for (Shape shape : shapes) {
shape.accept(areaVisitor);
shape.accept(perimeterVisitor);
}
}程序分析
在上面的代码中，我们创建了一个包含圆形和矩形的列表，并分别使用面积访问者和周长访问者来计算每个图形的面积和周长。
总结
访问者模式可以帮助我们将算法与对象结构分离开来，提高代码的可维护性和可扩展性。在实现访问者模式时，需要定义一个抽象的被访问者类和访问者接口，然后实现具体的被访问者类和访问者类。在客户端代码中，可以使用访问者来访问被访问者，并对其进行操作。