訪問者模式

訪問者模式主要用于分離算法和對象結構，從而在不修改原有對象的情況下擴展新的操作。它適用于數據結構相對穩定，而操作（行為）容易變化的場景。

訪問者（Visitor）模式屬于行為型模式的一種。

訪問者模式主要用于分離算法和對象結構，從而在不修改原有對象的情況下擴展新的操作。它適用于數據結構相對穩定，而操作（行為）容易變化的場景。

訪問者模式允許在不修改現有類的情況下，為類層次結構中的對象定義新的操作。

訪問者模式通過將操作封裝到一個獨立的類（即訪問者）中，使得對象結構與操作解耦。

訪問者模式使用了一種名為雙分派（在運行時根據兩個對象的類型動態選擇方法）的技巧。

Java標準庫中的 FileVisitor，就是使用的訪問者模式。訪問者模式的設計比較復雜。

訪問者模式適用于以下場景：

數據結構相對穩定，但操作易變的系統（例如編譯器、代碼分析器）。
需要對對象結構進行不同操作，并且這些操作相對獨立，例如報表生成、統計、數據轉換。

訪問者模式通常有以下組成部分：

Visitor（訪問者）：定義一個訪問接口，為不同類型的元素提供不同的訪問方法。
ConcreteVisitor（具體訪問者）：訪問者的具體實現，具體執行操作。
Element（元素接口）：定義一個 accept(Visitor v) 方法，允許 Visitor 訪問自身。
ConcreteElement（具體元素）：具體的對象結構，實現 Element 接口，并在 accept(Visitor v) 方法中進行調用。
ObjectStructure（對象結構，通常是元素的集合）：維護一組 Element 對象，并提供 accept(Visitor v) 方法，讓訪問者訪問所有的元素。

我們模擬一下訪問者模式的實現。

1、定義訪問者接口

// 訪問者接口
interface Visitor {
    void visit(ConcreteElementA elementA);
    void visit(ConcreteElementB elementB);
}

2、定義具體訪問者

// 具體訪問者1
class ConcreteVisitor1 implements Visitor {
    @Override
    public void visit(ConcreteElementA elementA) {
        System.out.println("Visitor1 訪問 " + elementA.getName());
    }

    @Override
    public void visit(ConcreteElementB elementB) {
        System.out.println("Visitor1 訪問 " + elementB.getName());
    }
}

// 具體訪問者2
class ConcreteVisitor2 implements Visitor {
    @Override
    public void visit(ConcreteElementA elementA) {
        System.out.println("Visitor2 訪問 " + elementA.getName());
    }

    @Override
    public void visit(ConcreteElementB elementB) {
        System.out.println("Visitor2 訪問 " + elementB.getName());
    }
}

3、定義元素接口

// 元素接口
interface Element {
    void accept(Visitor visitor);
}

4、定義具體元素

// 具體元素 A
class ConcreteElementA implements Element {
    private String name = "ElementA";

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

    public String getName() {
        return name;
    }
}

// 具體元素 B
class ConcreteElementB implements Element {
    private String name = "ElementB";

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

    public String getName() {
        return name;
    }
}

5、定義對象結構

// 對象結構，包含多個元素
class ObjectStructure {
    private List<Element> elements = new ArrayList<>();

    public void addElement(Element element) {
        elements.add(element);
    }

    public void accept(Visitor visitor) {
        for (Element element : elements) {
            element.accept(visitor);
        }
    }
}

6、測試訪問者模式

public class VisitorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure structure = new ObjectStructure();

        // 添加元素
        structure.addElement(new ConcreteElementA());
        structure.addElement(new ConcreteElementB());

        // 使用不同的訪問者訪問元素
        Visitor visitor1 = new ConcreteVisitor1();
        Visitor visitor2 = new ConcreteVisitor2();

        System.out.println("使用 Visitor1 訪問：");
        structure.accept(visitor1);

        System.out.println("\n使用 Visitor2 訪問：");
        structure.accept(visitor2);
    }
}

訪問者模式的優缺點。

優點：

遵循開閉原則（OCP）：可以在不修改元素類的情況下，為其添加新的操作。
將數據結構與行為分離：對象結構負責管理元素，而行為由訪問者獨立實現，增強了靈活性。
適用于復雜對象結構：當對象結構中包含不同類型的元素時，訪問者模式可以統一管理操作邏輯。

缺點：

代碼復雜度增加：對于簡單對象結構，使用訪問者模式可能會增加不必要的復雜性。
每次在元素層次結構中添加或移除一個類時，都要更新所有的訪問者。

我們可以將訪問者模式視為命令模式的加強版本，其對象可對不同類的多種對象執行操作。

至此23種設計模式暫告一個段落了。我們將開啟下個篇章。

只有讀不完的書，哪有不會走的人。-- 煙沙九洲

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posted @ 2025-03-21 23:15 煙沙九洲閱讀(49) 評論(0) 收藏舉報

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