Java学设计模式之访问者模式

一、访问者模式概念

1.1 什么是访问者模式

访问者模式是一种行为型设计模式，它允许你在不改变元素类的前提下定义新操作。这意味着你可以将算法与对象结构分离开来。

结构

1. 访问者（Visitor）： 定义了对于每个元素对象的操作，可以是具体的操作或者算法。

2. 具体访问者（Concrete Visitor）： 实现了访问者接口中定义的各种操作，确定了每个具体元素对象被访问时所执行的具体行为。

3. 元素（Element）： 定义了接受访问者对象的接口，通常包含一个 accept 方法，它接收访问者作为参数。

4. 具体元素（Concrete Element）： 实现了元素接口，并实现了 accept 方法，用于将自身传递给访问者对象。

5. 对象结构（Object Structure）： 维护了一个元素的集合，并提供了迭代器或者类似的方法，以便让访问者对象能够访问它的元素。

二、访问者模式代码

2.1 访问者接口

public interface ShapeVisitor {
    void visit(Circle circle);
    void visit(Rectangle rectangle);
}

2.2 具体访问者

public class AreaCalculator implements ShapeVisitor {
    double totalArea = 0;

    @Override
    public void visit(Circle circle) {
        totalArea += Math.PI * circle.getRadius() * circle.getRadius();
    }

    @Override
    public void visit(Rectangle rectangle) {
        totalArea += rectangle.getWidth() * rectangle.getHeight();
    }

    public double getTotalArea() {
        return totalArea;
    }
}

2.3 元素接口

public interface Shape {
    void accept(ShapeVisitor visitor);
}

2.4 具体元素

public class Circle implements Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public double getRadius() {
        return radius;
    }

    @Override
    public void accept(ShapeVisitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    private double width;

    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public double getWidth() {
        return width;
    }

    public double getHeight() {
        return height;
    }

    @Override
    public void accept(ShapeVisitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
}

2.5 对象结构

public class Drawing {
    private List<Shape> shapes = new ArrayList<>();

    public void addShape(Shape shape) {
        shapes.add(shape);
    }

    public void accept(ShapeVisitor visitor) {
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.accept(visitor);
        }
    }
}

2.6 客户端

public class VisitorPatternTest {
    public static void main(String[] args) {
        Drawing drawing = new Drawing();
        drawing.addShape(new Circle(5));
        drawing.addShape(new Rectangle(3, 4));

        AreaCalculator areaCalculator = new AreaCalculator();
        drawing.accept(areaCalculator);
        System.out.println("总面积:" + areaCalculator.getTotalArea());
        // 输出:
        // 总面积:90.53981633974483
    }
}

三、总结

访问者模式通过将操作与元素对象分离开来，使得你可以定义新的操作而无需修改元素类。这提高了代码的可扩展性，并使得操作可以轻松地在不同的元素对象上执行。但是，访问者模式也会增加代码的复杂度，因为它引入了额外的接口和类。因此，在使用访问者模式时需要权衡其优缺点。