访问者模式

1/26/24About 5 min

访问者模式提供了一种方便的、可维护的方法来表示在对象结构元素上要进行的操作。该模式允许不改变操作元素的类的前提下定义一个新操作。

访问者模式的主要角色：

抽象访问者（Visitor）：它声明了一个访问操作的接口，该接口的实现可以访问一个由元素对象结构中的元素所组成的对象结构。
具体访问者（ConcreteVisitor）：它实现了抽象访问者接口中声明的访问操作，以便为一个对象结构中的元素执行操作。
抽象元素（Element）：它声明了一个接受操作的接口，该接口的实现可以为一个对象结构中的元素接受访问。
具体元素（ConcreteElement）：它实现了接受操作接口，以便为一个对象结构中的元素接受访问。
对象结构（ObjectStructure）：它可以是元素的集合，也可以是单个元素。
客户端（VisitorClient）：它可以访问元素结构中的所有元素，并调用这些元素的操作。

代码实现

抽象访问者

这里我们定义了访问不同元素的方法。

public abstract class Visitor {

    public abstract void visitConcreteElementA(ConcreteElementA concreteElementA);
    public abstract void visitConcreteElementB(ConcreteElementB concreteElementB);
}

具体访问者

具体访问者中可以获取到所访问元素的对象，并执行相应的操作。

public class ConcreteVisitor1 extends Visitor {
    @Override
    public void visitConcreteElementA(ConcreteElementA concreteElementA) {
        System.out.println("ConcreteVisitor1: ConcreteElementA visited.");
    }

    @Override
    public void visitConcreteElementB(ConcreteElementB concreteElementB) {
        System.out.println("ConcreteVisitor1: ConcreteElementB visited.");

    }
}

你可以仿照这段代码创建ConcreteVisitor2。

抽象元素

元素类中提供accept方法用于接收对应的访问者，即允许谁访问这个元素。

public abstract class Element {

    public abstract void accept(Visitor visitor);

}

具体元素

具体元素类中实现了accept方法，并将自身作为参数传递给访问者。

public class ConcreteElementA extends Element {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitConcreteElementA(this);
    }
}

你可以仿照这段代码创建ConcreteElementB。

对象结构

public class ObjectStructure {

    private List<Element> elements = new ArrayList<>();

    public void add(Element element) {
        this.elements.add(element);
    }

    public void remove(Element element) {
        this.elements.remove(element);
    }

    public void accept(Visitor visitor) {
        for (Element element : elements) {
            element.accept(visitor);
        }
    }

}

测试

public class VisitorClient {

    public static void main(String[] args) {
        Visitor visitor1 = new ConcreteVisitor1();
        Visitor visitor2 = new ConcreteVisitor2();

        Element elementA = new ConcreteElementA();
        Element elementB = new ConcreteElementB();

        ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();
        objectStructure.add(elementA);
        objectStructure.add(elementB);
        
        objectStructure.accept(visitor1);
        objectStructure.accept(visitor2);

        System.out.println("===== remove elementB");
        objectStructure.remove(elementB);
        
        objectStructure.accept(visitor1);
        objectStructure.accept(visitor2);
    }
}

结果：

访问者模式与其他模式的对比

模式	功能	实现方式	适用场景
访问者模式	分离对象结构与操作	双重分派机制，元素接受访问者并将自身传递给访问者	需要对复杂对象结构进行多种不相关操作时
迭代器模式	遍历集合元素	提供统一接口遍历集合，隐藏内部结构	需要遍历不同集合但保持一致接口时
策略模式	封装可替换算法	定义算法族，运行时动态切换	需要在运行时选择不同算法实现时
命令模式	封装请求为对象	将请求封装为命令对象，支持撤销/重做	需要支持请求的队列化、日志记录或撤销时