设计模式笔记_行为型_访问者模式

1. 访问者模式介绍

访问者模式（Visitor Pattern）是一种行为型设计模式，它允许你在不改变对象结构的前提下，定义作用于这些对象的新操作。访问者模式将操作的逻辑从对象结构中分离出来，使得你可以在运行时动态地添加新的操作。

类比场景： 想象一下，你有一个博物馆，里面有不同的展品(对象结构)：绘画、雕塑等。当有不同的访客（访问者，比如艺术爱好者、学生等）来参观时，他们可能希望对展品进行不同的处理或观察(操作)。访问者模式就像是让这些访客带着自己的需求来参观博物馆，而博物馆本身无需改变展品的展示方式。当有新的访问者要进行新的操作时，只需要新增一个访问者即可。

结构组成：

Visitor（访问者接口）：定义访问者可以执行的操作；对每种元素类型都有一个方法。
ConcreteVisitor（具体访问者）：实现Visitor接口，定义每个元素的具体访问行为。
Element（元素接口）：被访问者接口，定义接受访问者的方法。
ConcreteElement（具体元素）：实现Element接口，具体定义接受访问者的行为。
Object Structure：包含元素的集合，提供一个可以遍历这些元素的高层接口，并让访问者访问它们。

优缺点分析：

优点：
- 新增操作方便：可以在不修改对象结构的情况下增加新的操作(通过新增visitor实现)。
- 符合单一职责原则：将不同的操作分离到不同的访问者中。
- 扩展性好：可以很方便地增加新的访问者。
缺点：
- 对象结构必须稳定 ：如果对象结构经常改变，维护成本会很高(每个visitor里定义了对所有元素的访问，如果元素发生改变，需要修改所有visitor)。
- 具体元素更复杂：每个具体元素都需要实现接受访问者的方法。
- 可能导致类爆炸：如果元素和访问者种类很多，会导致类数量激增。

适用场景：

当对象结构较为稳定，且需要在此结构上定义新的操作时。
当需要对一个对象结构中的对象进行很多不同且不相关的操作时。

2. 代码演示

场景：学生和艺术爱好者(visitor)去博物馆(objectStructure)参观绘画和雕像(element)，各类人行为不同。

Visitor（访问者接口）：

java 复制代码

// Visitor接口:定义一个访问者可以执行的操作
// 包含了对所有具体元素的访问方法
public interface Visitor {
    void visit(Painting painting);
    void visit(Sculpture sculpture);
}

ConcreteVisitor（具体访问者）：

java 复制代码

//具体访问者: 实现Visitor接口，用于定义某种操作
//艺术爱好者的行为
public class ArtLoverVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(Painting painting) {
        System.out.println("ArtLoverVisitor visit painting: " + painting.getName());
    }

    @Override
    public void visit(Sculpture sculpture) {
        System.out.println("ArtLoverVisitor visit sculpture: " + sculpture.getName());
    }
}

//学生的行为
public class StudentVisitor implements Visitor {
    @Override
    public void visit(Painting painting) {
        System.out.println("StudentVisitor visit painting: " + painting.getName());
    }

    @Override
    public void visit(Sculpture sculpture) {
        System.out.println("StudentVisitor visit sculpture: " + sculpture.getName());
    }
}

Element（元素接口）：

java 复制代码

// Element接口:被访问对象,定义接受访问者的接口
public interface Exhibit {
    void accept(Visitor visitor);
}

ConcreteElement（具体元素）:

java 复制代码

// 具体元素: 实现Element接口，定义接受访问者的操作
// 绘画
public class Painting implements Exhibit {
    private String name;

    public Painting(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

//雕像
public class Sculpture implements Exhibit {
    private String name;

    public Sculpture(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

Object Structure：

java 复制代码

// ObjectStructure：维护元素对象列表，并提供高层方法来遍历操作这些对象
public class Museum {
    private List<Exhibit> exhibits = new ArrayList<>();

    public void addExhibit(Exhibit exhibit) {
        exhibits.add(exhibit);
    }

    public void showExhibits(Visitor visitor) {
        for (Exhibit exhibit : exhibits) {
            exhibit.accept(visitor);
        }
    }
}

客户端：

java 复制代码

public class VisitorClientDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Museum museum = new Museum();
        museum.addExhibit(new Sculpture("The Thinker"));
        museum.addExhibit(new Painting("Starry Night"));

        Visitor visitor1 = new ArtLoverVisitor();
        museum.showExhibits(visitor1);

        Visitor visitor2 = new StudentVisitor();
        museum.showExhibits(visitor2);
    }
}

对应的类图：

扩展：

上述示例中，将操作(学生/艺术爱好者的行为) 从对象结构(绘画/雕塑等展览)中分离出来了，后续若需添加新的操作(历史专家的行为)，只需要新增对应的visitor(HistorianVisitor) 即可。