访问者模式 - 技术栈

访问者（Visitor）模式属于行为型模式的一种。

访问者模式主要用于分离算法和对象结构 ，从而在不修改原有对象的情况下扩展新的操作。它适用于数据结构相对稳定，而操作（行为）容易变化的场景。

访问者模式允许在不修改现有类的情况下，为类层次结构中的对象定义新的操作。

访问者模式通过将操作封装到一个独立的类（即访问者）中，使得对象结构与操作解耦。

访问者模式使用了一种名为双分派（在运行时根据两个对象的类型动态选择方法）的技巧。

Java标准库中的 FileVisitor，就是使用的访问者模式。访问者模式的设计比较复杂。

访问者模式适用于以下场景：

数据结构相对稳定，但操作易变的系统（例如编译器、代码分析器）。
需要对对象结构进行不同操作，并且这些操作相对独立，例如报表生成、统计、数据转换。

访问者模式通常有以下组成部分：

Visitor（访问者）：定义一个访问接口，为不同类型的元素提供不同的访问方法。
ConcreteVisitor（具体访问者）：访问者的具体实现，具体执行操作。
Element（元素接口）：定义一个 accept(Visitor v) 方法，允许 Visitor 访问自身。
ConcreteElement（具体元素）：具体的对象结构，实现 Element 接口，并在 accept(Visitor v) 方法中进行调用。
ObjectStructure（对象结构，通常是元素的集合）：维护一组 Element 对象，并提供 accept(Visitor v) 方法，让访问者访问所有的元素。

我们模拟一下访问者模式的实现。

1、定义访问者接口

java 复制代码

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

2、定义具体访问者

java 复制代码

// 具体访问者1
class ConcreteVisitor1 implements Visitor {
    @Override
    public void visit(ConcreteElementA elementA) {
        System.out.println("Visitor1 访问 " + elementA.getName());
    }

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

// 具体访问者2
class ConcreteVisitor2 implements Visitor {
    @Override
    public void visit(ConcreteElementA elementA) {
        System.out.println("Visitor2 访问 " + elementA.getName());
    }

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

3、定义元素接口

java 复制代码

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

4、定义具体元素

java 复制代码

// 具体元素 A
class ConcreteElementA implements Element {
    private String name = "ElementA";

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

    public String getName() {
        return name;
    }
}

// 具体元素 B
class ConcreteElementB implements Element {
    private String name = "ElementB";

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

    public String getName() {
        return name;
    }
}

5、定义对象结构

java 复制代码

// 对象结构，包含多个元素
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、测试访问者模式

java 复制代码

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());

        // 使用不同的访问者访问元素
        Visitor visitor1 = new ConcreteVisitor1();
        Visitor visitor2 = new ConcreteVisitor2();

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

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

访问者模式的优缺点。

优点：

遵循开闭原则（OCP）：可以在不修改元素类的情况下，为其添加新的操作。
将数据结构与行为分离：对象结构负责管理元素，而行为由访问者独立实现，增强了灵活性。
适用于复杂对象结构：当对象结构中包含不同类型的元素时，访问者模式可以统一管理操作逻辑。

缺点：

代码复杂度增加：对于简单对象结构，使用访问者模式可能会增加不必要的复杂性。
每次在元素层次结构中添加或移除一个类时，都要更新所有的访问者。

我们可以将访问者模式视为命令模式的加强版本，其对象可对不同类的多种对象执行操作。

至此23种设计模式暂告一个段落了。我们将开启下个篇章。

只有读不完的书，哪有不会走的人。-- 烟沙九洲