訪問者模式

dengyantao發表於2024-08-20
模式

在訪問者模式（Visitor Pattern）中，我們使用了一個訪問者類，它改變了元素類的執行演算法。透過這種方式，元素的執行演算法可以隨著訪問者改變而改變。這種型別的設計模式屬於行為型模式。根據模式，元素物件已接受訪問者物件，這樣訪問者物件就可以處理元素物件上的操作。 雙龍物流

介紹

意圖

旨在將資料結構與在該資料結構上執行的操作分離，從而使得新增新的操作變得更容易，而無需修改資料結構本身。

主要解決的問題

  • 解決在穩定資料結構和易變操作之間的耦合問題，使得操作可以獨立於資料結構變化。

使用場景

  • 當需要對一個物件結構中的物件執行多種不同的且不相關的操作時，尤其是這些操作需要避免"汙染"物件類本身。

實現方式

  • 定義訪問者介面：宣告一系列訪問方法，一個訪問方法對應資料結構中的一個元素類。
  • 建立具體訪問者：實現訪問者介面，為每個訪問方法提供具體實現。
  • 定義元素介面：宣告一個接受訪問者的方法。
  • 建立具體元素：實現元素介面，每個具體元素類對應資料結構中的一個具體物件。

關鍵程式碼

  • 訪問者介面：包含訪問不同元素的方法。
  • 具體訪問者：實現了訪問者介面，包含對每個元素類的訪問邏輯。
  • 元素介面：包含一個接受訪問者的方法。
  • 具體元素：實現了元素介面，提供給訪問者訪問的入口。

應用例項

  • 做客場景：訪問者（如您）訪問朋友家，朋友作為元素提供資訊，訪問者根據資訊做出判斷。

優點

  • 單一職責原則：訪問者模式符合單一職責原則，每個類只負責一項職責。
  • 擴充套件性：容易為資料結構新增新的操作。
  • 靈活性：訪問者可以獨立於資料結構變化。

缺點

  • 違反迪米特原則：元素需要向訪問者公開其內部資訊。
  • 元素類難以變更：元素類需要維持與訪問者的相容。
  • 依賴具體類：訪問者模式依賴於具體類而不是介面，違反了依賴倒置原則。

使用建議

  • 當物件結構穩定，但需要在其上定義多種新操作時，考慮使用訪問者模式。
  • 當需要避免操作"汙染"物件類時，使用訪問者模式封裝操作。

注意事項

  • 訪問者模式可以用於功能統一，如報表生成、使用者介面顯示、攔截器和過濾器等。

包含的幾個主要角色

  • 訪問者（Visitor）：

    • 定義了訪問元素的介面。

  • 具體訪問者（Concrete Visitor）：

    • 實現訪問者介面，提供對每個具體元素類的訪問和相應操作。

  • 元素（Element）：

    • 定義了一個接受訪問者的方法。

  • 具體元素（Concrete Element）：

    • 實現元素介面，提供一個accept方法，允許訪問者訪問並操作。

  • 物件結構（Object Structure）（可選）：

    • 定義瞭如何組裝具體元素，如一個組合類。

  • 客戶端（Client）（可選）：

    • 使用訪問者模式對物件結構進行操作。

實現 雙龍物流

我們將建立一個定義接受操作的 ComputerPart 介面。Keyboard、Mouse、Monitor 和 Computer 是實現了 ComputerPart 介面的實體類。我們將定義另一個介面 ComputerPartVisitor，它定義了訪問者類的操作。Computer 使用實體訪問者來執行相應的動作。

VisitorPatternDemo，我們的演示類使用 Computer、ComputerPartVisitor 類來演示訪問者模式的用法。

訪問者模式的 UML 圖

步驟 1

定義一個表示元素的介面。

ComputerPart.java

public interface ComputerPart { public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor); }

步驟 2

建立擴充套件了上述類的實體類。

Keyboard.java

public class Keyboard implements ComputerPart { @Override public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) { computerPartVisitor.visit(this); } }

Monitor.java

public class Monitor implements ComputerPart { @Override public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) { computerPartVisitor.visit(this); } }

Mouse.java

public class Mouse implements ComputerPart { @Override public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) { computerPartVisitor.visit(this); } }

Computer.java

public class Computer implements ComputerPart { ComputerPart[] parts; public Computer(){ parts = new ComputerPart[] {new Mouse(), new Keyboard(), new Monitor()}; } @Override public void accept(ComputerPartVisitor computerPartVisitor) { for (int i = 0; i < parts.length; i++) { parts[i].accept(computerPartVisitor); } computerPartVisitor.visit(this); } }

步驟 3

定義一個表示訪問者的介面。

ComputerPartVisitor.java

public interface ComputerPartVisitor { public void visit(Computer computer); public void visit(Mouse mouse); public void visit(Keyboard keyboard); public void visit(Monitor monitor); }

步驟 4

建立實現了上述類的實體訪問者。

ComputerPartDisplayVisitor.java

public class ComputerPartDisplayVisitor implements ComputerPartVisitor { @Override public void visit(Computer computer) { System.out.println("Displaying Computer."); } @Override public void visit(Mouse mouse) { System.out.println("Displaying Mouse."); } @Override public void visit(Keyboard keyboard) { System.out.println("Displaying Keyboard."); } @Override public void visit(Monitor monitor) { System.out.println("Displaying Monitor."); } }

步驟 5

雙龍物流使用 ComputerPartDisplayVisitor 來顯示 Computer 的組成部分。

VisitorPatternDemo.java

public class VisitorPatternDemo { public static void main(String[] args) { ComputerPart computer = new Computer(); computer.accept(new ComputerPartDisplayVisitor()); } }

步驟 6 雙龍物流

執行程式，輸出結果：

Displaying Mouse.
Displaying Keyboard.
Displaying Monitor.
Displaying Computer. 雙龍物流

相關文章