Java特性之设计模式【访问者模式】

一、访问者模式

概述

在访问者模式（Visitor Pattern）中，我们使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作

主要解决：

解决在稳定数据结构和易变操作之间的耦合问题，使得操作可以独立于数据结构变化

何时使用：

• 当需要对数据结构中的元素进行多种操作，并且这些操作之间存在一定的关联或依赖关系时，可以使用访问者模式。访问者模式可以通过在访问者中保存中间结果或状态，实现多个操作之间的数据共享和协作

优缺点

优点：

• 单一职责原则：访问者模式符合单一职责原则，每个类只负责一项职责
• 扩展性：容易为数据结构添加新的操作
• 灵活性：访问者可以独立于数据结构变化

缺点：

• 违反迪米特原则：元素需要向访问者公开其内部信息
• 元素类难以变更：元素类需要维持与访问者的兼容
• 依赖具体类：访问者模式依赖于具体类而不是接口，违反了依赖倒置原则

注意事项

• 访问者模式可以用于功能统一，如报表生成、用户界面显示、拦截器和过滤器等

1. 各个角色介绍

1.1 访问者（Visitor）

• 定义了访问元素的接口

1.2 具体访问者（Concrete Visitor）

• 实现访问者接口，提供对每个具体元素类的访问和相应操作

1.3 元素（Element）

• 定义了一个接受访问者的方法

1.4 具体元素（Concrete Element）

• 实现元素接口，提供一个accept方法，允许访问者访问并操作

1.5 对象结构（Object Structure）（可选）

• 定义了如何组装具体元素，如一个组合类

2. UML图

​ 我们将创建一个定义接受操作的 ComputerPart 接口。Keyboard、Mouse、Monitor 和 Computer 是实现了 ComputerPart 接口的实体类。我们将定义另一个接口 ComputerPartVisitor，它定义了访问者类的操作。Computer 使用实体访问者来执行相应的动作

3. 具体例子和代码

角色分配

• ComputerPart：电脑零件

  • Computer：电脑

  • Keyboard：键盘

  • Monitor：显示器

  • Mouse：鼠标

• ComputerPartVisitor：电脑零件访问者

  • ComputerPartDisplayVisitor：电脑零件展示访问者

3.1 访问者接口及其实现类

• ComputerPartVisitor

package com.vinjcent.prototype.visitor;/*** @author vinjcent* @description 电脑零件访问者（访问者角色）* @since 2024/6/5 19:43*/
public interface ComputerPartVisitor {/*** 访问电脑** @param computer 电脑*/void visit(Computer computer);/*** 访问鼠标** @param mouse 鼠标*/void visit(Mouse mouse);/*** 访问键盘** @param keyboard 键盘*/void visit(Keyboard keyboard);/*** 访问显示器** @param monitor 显示器*/void visit(Monitor monitor);}

• ComputerPartDisplayVisitor

package com.vinjcent.prototype.visitor;/*** @author vinjcent* @description 电脑零件展示访问者* @since 2024/6/5 20:00*/
public class ComputerPartDisplayVisitor implements ComputerPartVisitor {@Overridepublic void visit(Computer computer) {System.out.println("Displaying Computer.");}@Overridepublic void visit(Mouse mouse) {System.out.println("Displaying Mouse.");}@Overridepublic void visit(Keyboard keyboard) {System.out.println("Displaying Keyboard.");}@Overridepublic void visit(Monitor monitor) {System.out.println("Displaying Monitor.");}}

3.3 测试主函数

package com.vinjcent.prototype.visitor;/*** @author vinjcent* @description 访问者模式* @since 2024/6/5 20:07*/
public class Main {public static void main(String[] args) {ComputerPart computer = new Computer();computer.accept(new ComputerPartDisplayVisitor());}}

• 测试结果

4. 使用场景

• 当需要对一个对象结构中的对象执行多种不同的且不相关的操作时，尤其是这些操作需要避免"污染"对象类本身