Java設計模式:訪問者模式

作者:網絡 | 發布時間:2020年10月30日 | 閱讀:815

定義:封裝某些作用于某種數據結構中(zhōng)各元素的操作,它可以在不改變數據結構的前提下(xià)定義作用于這些元素的新的操作。

類型:行爲類模式

類圖:

visitor-pattern

訪問者模式可能是行爲類模式中(zhōng)最複雜(zá)的一(yī)種模式了,但是這不能成爲我(wǒ)們不去(qù)掌握它的理由。我(wǒ)們首先來看一(yī)個簡單的例子,代碼如下(xià):

    class A {
        public void method1(){
            System.out.println("我(wǒ)是A");
        }

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

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

我(wǒ)們主要來看一(yī)下(xià)在類A中(zhōng),方法method1和方法method2的區别在哪裏,方法method1很簡單,就是打印出一(yī)句"我(wǒ)是A";方法method2稍微複雜(zá)一(yī)點,使用類B作爲參數,并調用類B的showA方法。再來看一(yī)下(xià)類B的showA方法,showA方法使用類A作爲參數,然後調用類A的method1方法,可以看到,method2方法繞來繞去(qù),無非就是調用了一(yī)下(xià)自己的method1方法而已,它的運行結果應該也是"我(wǒ)是A",分(fēn)析完之後,我(wǒ)們來運行一(yī)下(xià)這兩個方法,并看一(yī)下(xià)運行結果:

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

運行結果爲:

我(wǒ)是A
我(wǒ)是A

看懂了這個例子,就理解了訪問者模式的90%,在例子中(zhōng),對于類A來說,類B就是一(yī)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,但是它的可擴展性比較差,下(xià)面我(wǒ)們就來說一(yī)下(xià)訪問者模式的通用實現,通過類圖可以看到,在訪問者模式中(zhōng),主要包括下(xià)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(tǐ)到程序中(zhōng)就是visit方法中(zhōng)的參數定義哪些對象是可以被訪問的。

  • 訪問者:實現抽象訪問者所聲明的方法,它影響到訪問者訪問到一(yī)個類後該幹什麽,要做什麽事情。

  • 抽象元素類:接口或者抽象類,聲明接受哪一(yī)類訪問者訪問,程序上是通過accept方法中(zhōng)的參數來定義的。抽象元素一(yī)般有兩類方法,一(yī)部分(fēn)是本身的業務邏輯,另外(wài)就是允許接收哪類訪問者來訪問。

  • 元素類:實現抽象元素類所聲明的accept方法,通常都是visitor.visit(this),基本上已經形成一(yī)種定式了。

  • 結構對象:一(yī)個元素的容器,一(yī)般包含一(yī)個容納多個不同類、不同接口的容器,如List、Set、Map等,在項目中(zhōng)一(yī)般很少抽象出這個角色。

    訪問者模式的通用代碼實現

    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());
            }
        }
    }

訪問者模式的優點

  • 符合單一(yī)職責原則:凡是适用訪問者模式的場景中(zhōng),元素類中(zhōng)需要封裝在訪問者中(zhōng)的操作必定是與元素類本身關系不大(dà)且是易變的操作,使用訪問者模式一(yī)方面符合單一(yī)職責原則,另一(yī)方面,因爲被封裝的操作通常來說都是易變的,所以當發生(shēng)變化時,就可以在不改變元素類本身的前提下(xià),實現對變化部分(fēn)的擴展。

  • 擴展性良好:元素類可以通過接受不同的訪問者來實現對不同操作的擴展。

訪問者模式的适用場景

假如一(yī)個對象中(zhōng)存在着一(yī)些與本對象不相幹(或者關系較弱)的操作,爲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(zhōng)去(qù)。

假如一(yī)組對象中(zhōng),存在着相似的操作,爲了避免出現大(dà)量重複的代碼,也可以将這些重複的操作封裝到訪問者中(zhōng)去(qù)。

但是,訪問者模式并不是那麽完美,它也有着緻命的缺陷: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(zhōng),每一(yī)個元素類都有它對應的處理方法,也就是說,每增加一(yī)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類),修改起來相當麻煩。也就是說,在元素類數目不确定的情況下(xià),應該慎用訪問者模式。所以,訪問者模式比較适用于對已有功能的重構,比如說,一(yī)個項目的基本功能已經确定下(xià)來,元素類的數據已經基本确定下(xià)來不會變了,會變的隻是這些元素内的相關操作,這時候,我(wǒ)們可以使用訪問者模式對原有的代碼進行重構一(yī)遍,這樣一(yī)來,就可以在不修改各個元素類的情況下(xià),對原有功能進行修改。


總結

正如《設計模式》的作者GoF對訪問者模式的描述:大(dà)多數情況下(xià),你并需要使用訪問者模式,但是當你一(yī)旦需要使用它時,那你就是真的需要它了。當然這隻是針對真正的大(dà)牛而言。在現實情況下(xià)(至少是我(wǒ)所處的環境當中(zhōng)),很多人往往沉迷于設計模式,他們使用一(yī)種設計模式時,從來不去(qù)認真考慮所使用的模式是否适合這種場景,而往往隻是想展示一(yī)下(xià)自己對面向對象設計的駕馭能力。編程時有這種心理,往往會發生(shēng)濫用設計模式的情況。所以,在學習設計模式時,一(yī)定要理解模式的适用性。必須做到使用一(yī)種模式是因爲了解它的優點,不使用一(yī)種模式是因爲了解它的弊端;而不是使用一(yī)種模式是因爲不了解它的弊端,不使用一(yī)種模式是因爲不了解它的優點。

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