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訪問者模式
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訪問者模式

定義:封裝某些作用于某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各元素的操作,它可以在不改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前提下定義作用于這些元素的新的操作。

類型:行為類模式

類圖:

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/visitor-pattern-1.jpg" alt="visitor-pattern" />

訪問者模式可能是行為類模式中最復(fù)雜的一種模式了,但是這不能成為我們不去掌握它的理由。我們首先來看一個簡單的例子,代碼如下:

    class A {
        public void method1(){
            System.out.println("我是A");
        }

        public void method2(B b){
            b.showA(this);
        }
    }

    class B {
        public void showA(A a){
            a.method1();
        }
    }

我們主要來看一下在類A中,方法method1和方法method2的區(qū)別在哪里,方法method1很簡單,就是打印出一句"我是A";方法method2稍微復(fù)雜一點,使用類B作為參數(shù),并調(diào)用類B的showA方法。再來看一下類B的showA方法,showA方法使用類A作為參數(shù),然后調(diào)用類A的method1方法,可以看到,method2方法繞來繞去,無非就是調(diào)用了一下自己的method1方法而已,它的運行結(jié)果應(yīng)該也是"我是A",分析完之后,我們來運行一下這兩個方法,并看一下運行結(jié)果:

    public class Test {
        public static void main(String[] args){
            A a = new A();
            a.method1();
            a.method2(new B());
        }
    }

運行結(jié)果為:

我是A
我是A

看懂了這個例子,就理解了訪問者模式的90%,在例子中,對于類A來說,類B就是一個訪問者。但是這個例子并不是訪問者模式的全部,雖然直觀,但是它的可擴(kuò)展性比較差,下面我們就來說一下訪問者模式的通用實現(xiàn),通過類圖可以看到,在訪問者模式中,主要包括下面幾個角色:

  • 抽象訪問者:抽象類或者接口,聲明訪問者可以訪問哪些元素,具體到程序中就是visit方法中的參數(shù)定義哪些對象是可以被訪問的。
  • 訪問者:實現(xiàn)抽象訪問者所聲明的方法,它影響到訪問者訪問到一個類后該干什么,要做什么事情。
  • 抽象元素類:接口或者抽象類,聲明接受哪一類訪問者訪問,程序上是通過accept方法中的參數(shù)來定義的。抽象元素一般有兩類方法,一部分是本身的業(yè)務(wù)邏輯,另外就是允許接收哪類訪問者來訪問。
  • 元素類:實現(xiàn)抽象元素類所聲明的accept方法,通常都是visitor.visit(this),基本上已經(jīng)形成一種定式了。
  • 結(jié)構(gòu)對象:一個元素的容器,一般包含一個容納多個不同類、不同接口的容器,如List、Set、Map等,在項目中一般很少抽象出這個角色。

    訪問者模式的通用代碼實現(xiàn)

    abstract class Element {
        public abstract void accept(IVisitor visitor);
        public abstract void doSomething();
    }

    interface IVisitor {
        public void visit(ConcreteElement1 el1);
        public void visit(ConcreteElement2 el2);
    }

    class ConcreteElement1 extends Element {
        public void doSomething(){
            System.out.println("這是元素1");
        }

        public void accept(IVisitor visitor) {
            visitor.visit(this);
        }
    }

    class ConcreteElement2 extends Element {
        public void doSomething(){
            System.out.println("這是元素2");
        }

        public void accept(IVisitor visitor) {
            visitor.visit(this);
        }
    }
    class Visitor implements IVisitor {

        public void visit(ConcreteElement1 el1) {
            el1.doSomething();
        }

        public void visit(ConcreteElement2 el2) {
            el2.doSomething();
        }
    }

    class ObjectStruture {
        public static List getList(){
            List list = new ArrayList();
            Random ran = new Random();
            for(int i=0; i<10; i++){
                int a = ran.nextInt(100);
                if(a>50){
                    list.add(new ConcreteElement1());
                }else{
                    list.add(new ConcreteElement2());
                }
            }
            return list;
        }
    }

    public class Client {
        public static void main(String[] args){
            List list = ObjectStruture.getList();
            for(Element e: list){
                e.accept(new Visitor());
            }
        }
    }

訪問者模式的優(yōu)點

  • 符合單一職責(zé)原則:凡是適用訪問者模式的場景中,元素類中需要封裝在訪問者中的操作必定是與元素類本身關(guān)系不大且是易變的操作,使用訪問者模式一方面符合單一職責(zé)原則,另一方面,因為被封裝的操作通常來說都是易變的,所以當(dāng)發(fā)生變化時,就可以在不改變元素類本身的前提下,實現(xiàn)對變化部分的擴(kuò)展。
  • 擴(kuò)展性良好:元素類可以通過接受不同的訪問者來實現(xiàn)對不同操作的擴(kuò)展。

訪問者模式的適用場景

假如一個對象中存在著一些與本對象不相干(或者關(guān)系較弱)的操作,為了避免這些操作污染這個對象,則可以使用訪問者模式來把這些操作封裝到訪問者中去。

假如一組對象中,存在著相似的操作,為了避免出現(xiàn)大量重復(fù)的代碼,也可以將這些重復(fù)的操作封裝到訪問者中去。

但是,訪問者模式并不是那么完美,它也有著致命的缺陷:增加新的元素類比較困難。通過訪問者模式的代碼可以看到,在訪問者類中,每一個元素類都有它對應(yīng)的處理方法,也就是說,每增加一個元素類都需要修改訪問者類(也包括訪問者類的子類或者實現(xiàn)類),修改起來相當(dāng)麻煩。也就是說,在元素類數(shù)目不確定的情況下,應(yīng)該慎用訪問者模式。所以,訪問者模式比較適用于對已有功能的重構(gòu),比如說,一個項目的基本功能已經(jīng)確定下來,元素類的數(shù)據(jù)已經(jīng)基本確定下來不會變了,會變的只是這些元素內(nèi)的相關(guān)操作,這時候,我們可以使用訪問者模式對原有的代碼進(jìn)行重構(gòu)一遍,這樣一來,就可以在不修改各個元素類的情況下,對原有功能進(jìn)行修改。


總結(jié)

正如《設(shè)計模式》的作者GoF對訪問者模式的描述:大多數(shù)情況下,你并需要使用訪問者模式,但是當(dāng)你一旦需要使用它時,那你就是真的需要它了。當(dāng)然這只是針對真正的大牛而言。在現(xiàn)實情況下(至少是我所處的環(huán)境當(dāng)中),很多人往往沉迷于設(shè)計模式,他們使用一種設(shè)計模式時,從來不去認(rèn)真考慮所使用的模式是否適合這種場景,而往往只是想展示一下自己對面向?qū)ο笤O(shè)計的駕馭能力。編程時有這種心理,往往會發(fā)生濫用設(shè)計模式的情況。所以,在學(xué)習(xí)設(shè)計模式時,一定要理解模式的適用性。必須做到使用一種模式是因為了解它的優(yōu)點,不使用一種模式是因為了解它的弊端;而不是使用一種模式是因為不了解它的弊端,不使用一種模式是因為不了解它的優(yōu)點。