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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。KeyboardMouseMonitorComputer 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

在这里插入图片描述

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

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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

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