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Day13-设计模式之访问者模式

发布时间 2023-07-05 21:23:52作者: 晴天阴天下雨天

设计模式之访问者模式

一、概念

定义：封装一些作用于某种数据结构中的各元素的操作，它可以在不改变这个数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作。

  • 模式动机：对于存储在一个集合中的对象，他们可能具有不同的类型(即使有一个公共的接口)，对于该集合中的对象，可以接受一类称为访问者的对象来访问，不同的访问者其访问方式也有所不同。

  • 核心思想：将数据结构与数据操作(访问者角色)分离。使得对元素的操作具备优秀的扩展性，我们可以通过扩展不同的数据操作类型(访问者角色)实现对相同元素的不同操作。

二、角色职责

访问者模式包含以下主要角色:

  • 抽象访问者（Visitor）角色：定义了对每一个元素（Element）访问的行为，它的参数就是可以访问的元素，它的方法个数理论上来讲与元素类个数（Element的实现类个数）是一样的，从这点不难看出，访问者模式要求元素类的个数不能改变。

  • 具体访问者（ConcreteVisitor）角色：给出对每一个元素类访问时所产生的具体行为。

  • 抽象元素（Element）角色：定义了一个接受访问者的方法（accept），其意义是指，每一个元素都要可以被访问者访问。

  • 具体元素（ConcreteElement）角色： 提供接受访问方法的具体实现，而这个具体的实现，通常情况下是使用访问者提供的访问该元素类的方法。

  • 对象结构（Object Structure）角色：定义当中所提到的对象结构，对象结构是一个抽象表述，具体点可以理解为一个具有容器性质或者复合对象特性的类，它会含有一组元素（Element），并且可以迭代这些元素，供访问者访问。

三、类图

在这里插入图片描述

四、案例实现

【例】给宠物喂食

现在养宠物的人特别多，我们就以这个为例，当然宠物还分为狗，猫等，要给宠物喂食的话，主人可以喂，其他人也可以喂食。

  • 访问者角色：给宠物喂食的人
  • 具体访问者角色：主人、其他人
  • 抽象元素角色：动物抽象类
  • 具体元素角色：宠物狗、宠物猫
  • 结构对象角色：主人家

类图如下：

image-20230608201440390

  1. 抽象访问者接口：
public interface Person {
    void action(Cat cat);

    void action(Dog dog);

}
  1. 创建不同的具体访问者角色（主人和其他人），都需要实现 Person接口：
public class Owner implements Person{

    @Override
    public void action(Cat cat) {
        System.out.println("主人喂食猫");
    }

    @Override
    public void action(Dog dog) {
        System.out.println("主人喂食狗");
    }

}

public class OtherOne implements Person{
    @Override
    public void action(Cat cat) {
        System.out.println("其他人喂猫");
    }

    @Override
    public void action(Dog dog) {
        System.out.println("其他人喂狗");
    }
}
  1. 定义抽象节点 -- 宠物：
public interface Animal {
    void accept(Person person);
}
  1. 定义实现Animal接口的 具体节点（元素）：
public class Dog implements Animal{
    @Override
    public void accept(Person person) {
        person.action(this);
        System.out.println("狗狗给出了响应");
    }
}

public class Cat implements Animal{
    @Override
    public void accept(Person person) {
        person.action(this);
        System.out.println("猫猫给出了响应");
    }
}

定义对象结构，此案例中就是主人的家

public class ObjectStructure {
    private List<Animal> nodeList = new ArrayList<>();

    public void action(Person person){
        for (Animal animal : nodeList) {
            animal.accept(person);
        }
    }

    public void add(Animal animal){
        nodeList.add(animal);
    }
}
  1. 测试类
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();
        objectStructure.add(new Dog());
        objectStructure.add(new Cat());

        Owner owner = new Owner();
        objectStructure.action(owner);

        OtherOne otherOne = new OtherOne();
        objectStructure.action(otherOne);
    }
}

五、总结

  • 1，优点：

    • 扩展性好

      在不修改对象结构中的元素的情况下，为对象结构中的元素添加新的功能。

    • 分离无关行为

      通过访问者来分离无关的行为，把相关的行为封装在一起，构成一个访问者，这样每一个访问者的功能都比较单一。每种角色各司其职，符合单一职责原则。

    2，缺点：

    • 对象结构变化很困难

      在访问者模式中，若对象结构发生了改变，访问者的接口和访问者的实现也都要发生相应的改变，这违背了“开闭原则”。

    • 违反了依赖倒置原则

      访问者模式依赖了具体类，而没有依赖抽象类。比如我们示例中的访问者接口，定义的方法依赖的是具体元素而不是抽象元素。

    依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

    使用场景：

    • 对象结构相对稳定，但其操作算法经常变化的程序。
    • 对象结构中的对象需要提供多种不同且不相关的操作，而且要避免让这些操作的变化影响对象的结构。