认真学习设计模式之访问者模式(Visitor Pattern)

【1】概述

① 定义

访问者模式（Visitor Pattern），封装一些作用于某种数据结构的各元素的操作，它可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作。

访问者模式的基本工作原理是：在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。主要将数据结构与数据操作分离，解决数据结构和操作耦合性问题。

访问者模式主要应用场景是：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同操作(这些操作彼此没有关联)，同时需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，可以选用访问者模式解决。

② UML类图

对原理类图的说明-即(访问者模式的角色及职责)

• Visitor 是抽象访问者，为该对象结构中的ConcreteElement 的每一个类声明一个visit 操作
• ConcreteVisitor ：是一个具体的访问值实现每个有Visitor 声明的操作，是每个操作实现的部分.
• ObjectStructure 能枚举它的元素， 可以提供一个高层的接口，用来允许访问者访问元素
• Element 定义一个accept 方法，接收一个访问者对象
• ConcreteElement 为具体元素，实现了accept 方法

【2】案例分析

将观众分为男人和女人，对歌手进行测评，当看完某个歌手表演后，得到他们对该歌手不同的评价(评价有不同的种类，比如成功、失败等)。

① 传统方式

如定义Person与Man、Woman，然后分别实现成功、失败、待定等方法。

传统方式的问题是如果系统比较小，还是ok 的，但是考虑系统增加越来越多新的功能时，对代码改动较大，违反了ocp (开闭原则)原则， 不利于维护。另外其扩展性不好，比如增加了新的人员类型，或者管理方法，都不好做。

这里引出我们会使用新的设计模式– 访问者模式。

② 访问者模式

① 定义Element与实现

//Element
public abstract class Person {//提供一个方法，让访问者可以访问public abstract void accept(Action action);
}// ConcreteElement
public class Man extends Person {//提供一个方法，让访问者可以访问@Overridepublic void accept(Action action) {action.getManResult(this);}
}// ConcreteElement
public class Woman extends Person{//提供一个方法，让访问者可以访问@Overridepublic void accept(Action action) {action.getWomanResult(this);}
}

这里我们使用到了双分派, 即首先在客户端程序中，将具体状态(Action的子类)作为参数传递Woman中(第一次分派).然后Woman 类调用作为参数的 “具体方法” 中方法getWomanResult, 同时将自己(this)作为参数传入，完成第二次的分派。

② 定义访问者Action

// Visitor
public abstract class Action {//得到男性 的测评public abstract void getManResult(Man man);	//得到女的 测评public abstract void getWomanResult(Woman woman);
}
// 具体的行为实现
public class Fail extends Action {@Overridepublic void getManResult(Man man) {System.out.println(" 男人给的评价该歌手失败 !");}@Overridepublic void getWomanResult(Woman woman) {System.out.println(" 女人给的评价该歌手失败 !");}
}
// 具体的行为实现
public class Success extends Action {@Overridepublic void getManResult(Man man) {System.out.println(" 男人给的评价该歌手很成功 !");}@Overridepublic void getWomanResult(Woman woman) {System.out.println(" 女人给的评价该歌手很成功 !");}
}
// 具体的行为实现
public class Wait extends Action {@Overridepublic void getManResult(Man man) {System.out.println(" 男人给的评价是该歌手待定 ..");}@Overridepublic void getWomanResult(Woman woman) {System.out.println(" 女人给的评价是该歌手待定 ..");}
}

③ 定义ObjectStructure

//数据结构，管理很多人（Man , Woman）
public class ObjectStructure {//维护了一个集合private List<Person> persons = new LinkedList<>();//增加到listpublic void attach(Person p) {persons.add(p);}//移除public void detach(Person p) {persons.remove(p);}//显示测评情况public void display(Action action) {for(Person p: persons) {p.accept(action);}}
}

④ 客户端测试

public class Client {public static void main(String[] args) {//创建ObjectStructureObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();objectStructure.attach(new Man());objectStructure.attach(new Woman());//成功Success success = new Success();objectStructure.display(success);System.out.println("===============");//失败Fail fail = new Fail();objectStructure.display(fail);System.out.println("=======给的是待定的测评========");//待定Wait wait = new Wait();objectStructure.display(wait);}}

打印结果：

 男人给的评价该歌手很成功 !女人给的评价该歌手很成功 !
===============男人给的评价该歌手失败 !女人给的评价该歌手失败 !
=======给的是待定的测评========男人给的评价是该歌手待定 ..女人给的评价是该歌手待定 ..

如果多增加一种行为，那么只需定义对应类继承Action并实现抽象方法即可。

⑤ UML类图

③ 总结

优点

• 访问者模式符合单一职责原则（Single Responsibility Principle）、让程序具有优秀的扩展性、灵活性非常高
• 访问者模式可以对功能进行统一，可以做报表、UI、拦截器与过滤器，适用于数据结构相对稳定的系统

缺点

• 具体元素对访问者公布细节，也就是说访问者关注了其他类的内部细节，这是迪米特法则所不建议的, 这样造成了具体元素变更比较困难。
• 违背了依赖倒转原则。访问者依赖的是具体元素，而不是抽象元素。如这里访问者Fail需要具体的Man或者Woman，而不是抽象的Person。

因此，如果一个系统有比较稳定的数据结构，又有经常变化的功能需求(也就是说man woman固定，行为/操作变化)，那么访问者模式就是比较合适的。

迪米特法则又叫最少知道原则，一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。迪米特法则简单的说就是如何做到”低耦合”，门面模式和调停者模式就是对迪米特法则的践行。
一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说无论被依赖的类多么复杂，都应该将逻辑封装在方法的内部，通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时，才能最小的影响该类。