访问者模式

努力的IT小胖子
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访问者模式

访问者模式的概念

访问者模式（Visitor Pattern）主要是一种将数据结构和数据操作分离的设计模式。访问者模式将作用于某种数据结构中的各元素的操作分离出来封装成独立的类，使其在不改变数据结构的前提下可以添加作用于这些元素的新的操作，为数据结构中的每个元素提供多种访问方式。它将对数据的操作与数据结构进行分离，是行为类模式中最复杂的一种模式。

访问者模式的核心是解耦数据操作和解耦数据结构，使得对元素的操作具备优秀的扩展性。可以通过扩展不同的数据操作类型实现对相同元素的不同操作。

访问者模式的应用场景

访问者模式在生活中也有很多的应用，比如每个公司人事的KPI考核、餐厅吃饭、政府办公等场景，都是基本上固定一个具体的场景，然后有其他人来进行访问，通俗的来讲，餐厅吃饭就是餐厅就是一个固定场景，而去餐厅吃饭的人就是访问者等。访问者模式适用于以下场景

  • 对象结构相对稳定，但其操作算法经常变化的程序。

  • 对象结构中的对象需要提供多种不同且不相关的操作，而且要避免让这些操作的变化影响对象的结构。

  • 对象结构包含很多类型的对象，希望对这些对象实施一些依赖于其具体类型的操作。

访问者模式的通用写法

访问者模式一般情况下包括以下几个角色

  • 抽象访问者（Visitor）角色：定义一个访问具体元素的接口，为每个具体元素类对应一个访问操作 visit() ，该操作中的参数类型标识了被访问的具体元素。

  • 具体访问者（ConcreteVisitor）角色：实现抽象访问者角色中声明的各个访问操作，确定访问者访问一个元素时该做什么。

  • 抽象元素（Element）角色：声明一个包含接受操作 accept() 的接口，被接受的访问者对象作为 accept() 方法的参数。

  • 具体元素（ConcreteElement）角色：实现抽象元素角色提供的 accept() 操作，其方法体通常都是 visitor.visit(this) ，另外具体元素中可能还包含本身业务逻辑的相关操作。

  • 对象结构（Object Structure）角色：是一个包含元素角色的容器，提供让访问者对象遍历容器中的所有元素的方法，通常由 List、Set、Map 等聚合类实现。

下面通过电脑访问组件的案例来实现访问者的通用写法

  • Vistor(抽象访问者）
public interface Vistor {
    void visitDisk(Disk disk);

    void visitCpu(Cpu cpu);
}
  • UpdatePackage(具体实现访问者）
public class UpdatePackage implements Vistor {
    private String ex;

    public UpdatePackage(String ex) {
        this.ex = ex;
    }
    @Override
    public void visitDisk(Disk disk) {
        disk.command += "》》》》》 联网云存储";
    }

    @Override
    public void visitCpu(Cpu cpu) {
        cpu.command += "》》》》》 联网查询中";

    }
}
  • HardWare(抽象元素角色）
public abstract class HardWare {
    String command;


    public HardWare(String command) {
        this.command = command;

    }

    public void work(){
        System.out.println(command);
    }
    public abstract void  accept(Vistor vistor);
}
  • Cpu(具体实现元素角色）
public class Cpu  extends  HardWare{
    public Cpu(String command) {
        super(command);
    }
    @Override
    public void accept(Vistor vistor) {
        vistor.visitCpu(this);
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("CPU处理指令"+command);
    }
}
  • XiaoAl(对象结构角色）
public class XiaoAl {
    private Cpu cpu = new Cpu("武汉天气");
    private Disk disk = new Disk("武汉天气");


    void answerQuestion() {
        cpu.work();
        disk.work();
    }

    public void acceptUpdate(Vistor updatePackage) {


        updatePackage.visitCpu(cpu);
        updatePackage.visitDisk(disk);
    }
}
  • UML结构图

image.png

通过上述代码和UML结构图可以看到，抽象访问者Vistor类只定义了硬盘和Cpu的基本方法，然后创建一个UpdatePackage类来实现Vistor包，然后创建抽象元素HardWare里面定义了work和通过方法，在创建硬盘和Cpu实现抽象元素类，通过创建一个XiaoAl类整理所有的方法，然后就可以通过自己的访问可以访问到其他的元素。

访问者模式的优缺点

优点

  • 扩展性好。能够在不修改对象结构中的元素的情况下，为对象结构中的元素添加新的功能。

  • 复用性好。可以通过访问者来定义整个对象结构通用的功能，从而提高系统的复用程度。

  • 灵活性好。访问者模式将数据结构与作用于结构上的操作解耦，使得操作集合可相对自由地演化而不影响系统的数据结构。

  • 符合单一职责原则。访问者模式把相关的行为封装在一起，构成一个访问者，使每一个访问者的功能都比较单一。

缺点

  • 增加新的元素类很困难。在访问者模式中，每增加一个新的元素类，都要在每一个具体访问者类中增加相应的具体操作，这违背了“开闭原则”。

  • 破坏封装。访问者模式中具体元素对访问者公布细节，这破坏了对象的封装性。

  • 违反了依赖倒置原则。访问者模式依赖了具体类，而没有依赖抽象类。

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