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访问者模式
阅读量:578 次
发布时间:2019-03-09

本文共 4601 字,大约阅读时间需要 15 分钟。

访问者模式(Visitor Pattern)解析

在软件设计模式中,访问者模式是一种行为型模式,通过引入一个访问者类,能够动态地为元素类的操作提供不同的算法。这种设计模式特别适用于处理一个对象结构(如集合或组合结构)上的操作时,需要根据不同的访问者改变执行方式。

操作说明

访问者模式的核心思想是:将操作的执行从元素类的对象中抽离出来,转移到访问者类中。具体来说,元素类(Element)通过接收一个访问者(Visitor)对象,并调用访问者定义的相关操作(如visit方法)。这样做的好处是,可以在不修改元素类结构的情况下,灵活地为元素提供新的操作行为。

设计目标

访问者模式的主要目的是为一个对象结构增加新的能力。传统的设计模式中,这种需求通常采取了策略模式(Strategy Pattern)或状态模式(State Pattern)。而访问者模式则提供了更灵活的解决方案,特别适用于需要遍历对象结构时的行为扩展。

类结构

根据访问者模式的定义,通常需要以下几个角色:

  • Visitor:访问者类,声明了对所有元素类型的操作定义,即visit方法。
  • ConcreteVisitor:具体访问者,实现访问者类的操作,并根据需要记录或处理相关数据。
  • ObjectStructure:对象结构,可以是单个元素,也可以是一个容器(如树结构或图结构)。
  • Element:元素接口,定义了一个接受访问者的操作方法。
  • 在实际应用中,元素往往会组合成一个复杂的结构。例如,一个CustomerGroup类可以包含多个Customer对象,每个Customer对象又可以包含多个Order对象,每个Order对象又可以包含多个Item对象。这种层级结构的组合元素需要通过访问者模式来统一处理。

    实现示例

    假设我们有一个CustomerGroup对象,里面包含多个Customer对象。我们可以定义一个GeneralReport类作为访问者,用于统计每个Customer、Order和Item的数量。以下是实现代码的简要描述:

    interface Element {
    void accept(Visitor visitor);
    }
    class CustomerGroup {
    private List
    customers = new ArrayList<>();
    void accept(Visitor visitor) {
    for (Customer customer : customers) {
    customer.accept(visitor);
    }
    }
    void addCustomer(Customer customer) {
    customers.add(customer);
    }
    }
    class Customer implements Element {
    private String name;
    private List
    orders = new ArrayList<>();
    Customer(String name) {
    this.name = name;
    }
    String getName() {
    return name;
    }
    void addOrder(Order order) {
    orders.add(order);
    }
    public void accept(Visitor visitor) {
    visitor.visit(this);
    for (Order order : orders) {
    order.accept(visitor);
    }
    }
    }
    class Order implements Element {
    private String name;
    private List
    items = new ArrayList<>();
    Order(String name) {
    this.name = name;
    }
    Order(String name, String itemName) {
    this.name = name;
    this.addItem(new Item(itemName));
    }
    String getName() {
    return name;
    }
    void addItem(Item item) {
    items.add(item);
    }
    public void accept(Visitor visitor) {
    visitor.visit(this);
    for (Item item : items) {
    item.accept(visitor);
    }
    }
    }
    class Item implements Element {
    private String name;
    Item(String name) {
    this.name = name;
    }
    String getName() {
    return name;
    }
    public void accept(Visitor visitor) {
    visitor.visit(this);
    }
    }
    interface Visitor {
    void visit(Customer customer);
    void visit(Order order);
    void visit(Item item);
    }
    class GeneralReport implements Visitor {
    private int customersNo = 0;
    private int ordersNo = 0;
    private int itemsNo = 0;
    public void visit(Customer customer) {
    System.out.println(customer.getName());
    customersNo++;
    }
    public void visit(Order order) {
    System.out.println(order.getName());
    ordersNo++;
    }
    public void visit(Item item) {
    System.out.println(item.getName());
    itemsNo++;
    }
    void displayResults() {
    System.out.println("Number of customers: " + customersNo);
    System.out.println("Number of orders: " + ordersNo);
    System.out.println("Number of items: " + itemsNo);
    }
    }
    class Client {
    public static void main(String[] args) {
    Customer customer1 = new Customer("customer1");
    customer1.addOrder(new Order("order1", "item1"));
    customer1.addOrder(new Order("order2", "item1"));
    customer1.addOrder(new Order("order3", "item1"));
    Order order = new Order("order_a");
    order.addItem(new Item("item_a1"));
    order.addItem(new Item("item_a2"));
    order.addItem(new Item("item_a3"));
    Customer customer2 = new Customer("customer2");
    customer2.addOrder(order);
    CustomerGroup customers = new CustomerGroup();
    customers.addCustomer(customer1);
    customers.addCustomer(customer2);
    GeneralReport visitor = new GeneralReport();
    customers.accept(visitor);
    visitor.displayResults();
    }
    }

    示例输出

    运行上述代码会输出如下结果:

    customer1order1item1order2item1order3item1customer2order_aitem_a1item_a2item_a3

    Number of customers: 2
    Number of orders: 4
    Number of items: 6

    实现工具

    如果你使用的是Java,可以参考以下JDK工具:

  • javax.lang.model.element.Elementjavax.lang.model.element.ElementVisitor
  • javax.lang.model.type.TypeMirrorjavax.lang.model.type.TypeVisitor
  • 这些工具可以帮助你在Java中更方便地处理代码元素和类型信息,但大多数情况下,手动实现访问者模式已经足够。但如果你需要更高级别的代码分析功能,JDK提供的工具可以提供更强大的支持。

    转载地址:http://pdhiz.baihongyu.com/

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