访问者模式(Visitor Pattern)
访问者模式(Visitor Pattern)是一种行为设计模式,它允许你将操作(方法)封装到另一个类中,使得你可以在不修改现有类的情况下,向其添加新的操作。
核心思想 是将数据结构
和对数据的操作
分离 ,通过访问者对象来对数据进行操作,而不是将操作方法直接嵌入数据结构本身。
组成部分
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Visitor(访问者):这是一个接口或抽象类,定义了针对各个元素类(通常是数据结构中的元素)的操作方法。
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ConcreteVisitor(具体访问者):实现访问者接口的具体类,定义了具体的操作。
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Element(元素):这是一个接口或抽象类,定义了接受访问者的接口。通常是数据结构的元素。
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ConcreteElement(具体元素):实现元素接口的具体类,定义数据结构的具体元素。
-
ObjectStructure(对象结构):维护一个元素集合,通常是一个集合或树形结构,可以接受访问者的访问。
案例代码
假设我们有一个简单的元素结构,表示不同类型的账单项目,我们要为每种账单项目添加不同的计算方式,比如食物和服装账单,分别使用不同的折扣,这个折扣会经常发生变化。可以通过访问者模式来解决这个问题。
案例类图

账单--元素接口
java
public interface BillItem {
void accept(BillVisitor visitor);
}
账单--具体元素类:食物类和服装类
java
public class FoodItem implements BillItem {
private double price;
public FoodItem(double price) {
this.price = price;
}
public double getPrice() {
return price;
}
@Override
public void accept(BillVisitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
// 具体元素:ClothingItem
class ClothingItem implements BillItem {
private double price;
public ClothingItem(double price) {
this.price = price;
}
public double getPrice() {
return price;
}
@Override
public void accept(BillVisitor visitor) {
visitor.visit(this);
}
}
账单--访问者接口
java
public interface BillVisitor {
void visit(FoodItem foodItem);
void visit(ClothingItem clothingItem);
}
账单--具体访问者
java
public class DiscountVisitor implements BillVisitor {
@Override
public void visit(FoodItem foodItem) {
// 9折
double discountedPrice = foodItem.getPrice() * 0.9;
System.out.println("食品折扣价格: " + discountedPrice);
}
@Override
public void visit(ClothingItem clothingItem) {
// 8折
double discountedPrice = clothingItem.getPrice() * 0.8;
System.out.println("服装项目的折扣价格: " + discountedPrice);
}
}
测试客户端
java
public class VisitorPatternExample {
public static void main(String[] args) {
BillItem food = new FoodItem(100.0);
BillItem clothing = new ClothingItem(200.0);
BillVisitor discountVisitor = new DiscountVisitor();
food.accept(discountVisitor);
clothing.accept(discountVisitor);
}
}
测试输出结果
食品折扣价格: 90.0
服装项目的折扣价格: 160.0
解释
BillVisitor
是访问者接口,它定义了针对不同类型账单项目(如FoodItem
和ClothingItem
)的操作方法。BillItem
是元素接口,所有账单项目类都实现该接口。FoodItem
和ClothingItem
是具体的元素类,它们实现了BillItem
接口,并在accept
方法中调用访问者的相应操作。DiscountVisitor
是一个具体的访问者,计算并打印带折扣的价格。
当需要为账单项目添加新的操作时,只需要添加一个新的访问者类,而不必修改现有的 FoodItem
或 ClothingItem
类。这样就实现了操作和数据结构的分离。
优缺点和适用场景
优点
- 扩展性好:可以方便地添加新的操作而不修改现有元素类(数据结构)。
- 将数据结构和操作解耦:操作逻辑集中在访问者类中,数据结构集中在元素类中。
- 符合开闭原则:可以在不修改原有代码的基础上,增加新的功能。
缺点
- 元素类难以修改:如果元素类的结构改变,需要修改所有访问者类,这在某些情况下会变得麻烦。
- 不适合频繁变动的数据结构:访问者模式适用于元素类结构较为稳定的情况,如果元素类需要频繁变化,访问者模式可能导致很多不必要的修改。
适用场景
- 元素类结构稳定,但你需要在不修改这些类的情况下,增加新的操作。
- 需要对一个对象结构中的元素进行不同的操作时,访问者模式可以避免在元素类中写入大量的业务逻辑。
访问者模式是当你有一个固定的元素结构,但需要频繁进行不同的操作时非常有用的设计模式。
总结
访问者模式是一种行为设计模式,其核心在于通过将操作逻辑封装到访问者对象中,使得在不修改对象结构的前提下,能够为一组对象添加新的行为,同时将数据结构
和行为操作
解耦,适用于复杂对象结构中操作变化频繁的场景。

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