【设计模式】访问者模式

在访问者模式（Visitor Pattern）中，我们使用了一个访问者类，它改变了元素类的执行算法。通过这种方式，元素的执行算法可以随着访问者改变而改变。这种类型的设计模式属于行为型模式。根据模式，元素对象已接受访问者对象，这样访问者对象就可以处理元素对象上的操作。

基本介绍

• 意图：主要将数据结构与数据操作分离。

• 主要解决：稳定的数据结构和易变的操作耦合问题。

• 何时使用：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，使用访问者模式将这些封装到类中。

• 如何解决：在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口。

• 关键代码：在数据基础类里面有一个方法接受访问者，将自身引用传入访问者。

• 应用实例：您在朋友家做客，您是访问者，朋友接受您的访问，您通过朋友的描述，然后对朋友的描述做出一个判断，这就是访问者模式。

• 优点：

  • 1、符合单一职责原则。
  • 2、优秀的扩展性。
  • 3、灵活性。

• 缺点：

  • 1、具体元素对访问者公布细节，违反了迪米特原则。
  • 2、具体元素变更比较困难。
  • 3、违反了依赖倒置原则，依赖了具体类，没有依赖抽象。

• 使用场景：

  • 1、对象结构中对象对应的类很少改变，但经常需要在此对象结构上定义新的操作。
  • 2、需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，也不希望在增加新操作时修改这些类。

注意事项：访问者可以对功能进行统一，可以做报表、UI、拦截器与过滤器。

概括

基本介绍

1. 访问者模式（Visitor Pattern），封装一些作用于某种数据结构的各元素的操作，它可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新的操作。
2. 主要将数据结构与数据操作分离，解决 数据结构和操作耦合性问题
3. 访问者模式的基本工作原理是：在被访问的类里面加一个对外提供接待访问者的接口
4. 访问者模式主要应用场景是：需要对一个对象结构中的对象进行很多不同操作（这些操作彼此没有关联），同时需要避免让这些操作"污染"这些对象的类，可以选用访问者模式解决

访问者模式的原理类图

对原理类图的说明-即(访问者模式的角色及职责)

1. Visitor：是抽象访问者，为该对象结构中的 ConcreteElement 的每一个类声明一个 visit 操作
2. ConcreteVisitor：是一个具体的访问值 实现每个有 Visitor 声明的操作，是每个操作实现的部分.
3. ObjectStructure：能枚举它的元素， 可以提供一个高层的接口，用来允许访问者访问元素
4. Element：定义一个 accept 方法，接收一个访问者对象
5. ConcreteElement：为具体元素，实现了 accept 方法

我的理解

这就相当于接电话，根据访问者的不同可能发生如下场景：
你接到老师们的电话：喂，老师好，有什么事吗
你接到同学们的电话：喂，怎么啦，有什么事吗
你接到死党们的电话：有屁快放，又咋了

其实也就是根据访问者的不同，而对数据结构中的所有元素进行一些操作。
比如说如下的例子就是根据访问者（成功、失败、待定）的不同，对数据结构中的那些元素进行相应的操作。

与迭代器模式不同，迭代器模式是一个一个访问操作数据结构中的元素，且可能会改变数据结构；
而访问者模式是访问整个数据结构中所有的元素，进行相应的操作，且不会改变数据结构。

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唉，过年了，要把亲戚朋友都约过来吃饭，拿出了厚厚的家谱，都是树形图，干脆直接群发消息告诉他们来吃饭就好了。
访问整个家谱树形图，不改变数据结构的情况下，告诉他们来吃饭。

访问者模式：访问者模式的目的是封装一些施加于某种数据结构元素之上的操作。一旦这些操作需要修改的话，接受这个操作的数据结构可以保持不变。访问者模式适用于数据结构相对未定的系统，它把数据结构和作用于结构上的操作之间的耦合解脱开，使得操作集合可以相对自由的演化。访问者模式使得增加新的操作变的很容易，就是增加一个新的访问者类。访问者模式将有关的行为集中到一个访问者对象中，而不是分散到一个个的节点类中。

访问一个对象群体（某个数据结构），访问其中所有的元素，统一进行某个处理。

应用实例

测评系统的需求
完成测评系统需求
将观众分为男人和女人，对歌手进行测评，当看完某个歌手表演后，得到他们对该歌手不同的评价(评价 有不同的种类，比如 成功、失败 等)

使用传统方式

1. 如果系统比较小，还是 ok 的，但是考虑系统增加越来越多新的功能时，对代码改动较大，违反了 ocp 原则，不利于维护
2. 扩展性不好，比如 增加了 新的人员类型，或者管理方法，都不好做
3. 引出我们会使用新的设计模式 – 访问者模式

使用访问者模式

应用实例要求

1. 将人分为男人和女人，对歌手进行测评，当看完某个歌手表演后，得到他们对该歌手不同的评价(评价 有不同的种类，比如 成功、失败 等)，请使用访问者模式来说实现
2. 思路分析和图解(类图)
   

代码实现

Action

package com.nemo.visitor;

public abstract class Action {

    //得到男性 的测评
    public abstract void getManResult(Man man);

    //得到女的 测评
    public abstract void getWomanResult(Woman woman);
}

Fail

package com.nemo.visitor;

public class Fail extends Action {

    @Override
    public void getManResult(Man man) {
        System.out.println(" 男人给的评价该歌手失败 !");
    }

    @Override
    public void getWomanResult(Woman woman) {
        System.out.println(" 女人给的评价该歌手失败 !");
    }
}

Success

package com.nemo.visitor;

public class Success extends Action {

    @Override
    public void getManResult(Man man) {
        System.out.println(" 男人给的评价该歌手很成功 !");
    }

    @Override
    public void getWomanResult(Woman woman) {
        System.out.println(" 女人给的评价该歌手很成功 !");
    }
}

Wait

package com.nemo.visitor;

public class Wait extends Action {

    @Override
    public void getManResult(Man man) {
        System.out.println(" 男人给的评价是该歌手待定 ..");
    }

    @Override
    public void getWomanResult(Woman woman) {
        System.out.println(" 女人给的评价是该歌手待定 ..");
    }
}

Person

package com.nemo.visitor;

public abstract class Person {

    //提供一个方法，让访问者可以访问
    public abstract void accept(Action action);
}

Man

package com.nemo.visitor;

public class Man extends Person {

    @Override
    public void accept(Action action) {
        action.getManResult(this);
    }
}

Woman

package com.nemo.visitor;

//说明
//1. 这里我们使用到了双分派,  即首先在客户端程序中，将具体状态作为参数传递 Woman 中(第一次分派)
//2. 然后 Woman 类调用作为参数的 "具体方法" 中方法 getWomanResult, 同时将自己(this)作为参数
//  传入，完成第二次的分派
public class Woman extends Person{

    @Override
    public void accept(Action action) {
        action.getWomanResult(this);
    }
}

ObjectStructure

package com.nemo.visitor;

import java.util.LinkedList; 
import java.util.List;

//数据结构，管理很多人（Man , Woman） 
public class ObjectStructure {

    //维护了一个集合
    private List<Person> persons = new LinkedList<>();

    //增加到 list
    public void attach(Person p) {
        persons.add(p);
    }

    //移除
    public void detach(Person p) { 
        persons.remove(p);
    }

    //显示测评情况
    public void display(Action action) { 
        for(Person p: persons) {
            p.accept(action);
        }
    }
}

Client

package com.nemo.visitor;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建 ObjectStructure
        ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();

        objectStructure.attach(new Man()); 
        objectStructure.attach(new Woman());

        //成功
        Success success = new Success(); 
        objectStructure.display(success);

        System.out.println("============================="); 
        Fail fail = new Fail(); 
        objectStructure.display(fail);
        System.out.println("=======给的是待定的测评========");

        Wait wait = new Wait(); 
        objectStructure.display(wait);
    }
}

应用案例的小结-双分派

• 上面提到了双分派，所谓双分派是指不管类怎么变化，我们都能找到期望的方法运行。双分派意味着得到执行的操作取决于请求的种类和两个接收者的类型
• 以上述实例为例，假设我们要添加一个 Wait 的状态类，考察 Man 类和 Woman 类的反应，由于使用了双分派，只需增加一个 Action 子类即可在客户端调用即可，不需要改动任何其他类的代码。

重点就是两个类之间相互调用，好像形成一个环一样，男人女人中的那个 this 是亮点
这个就是把高耦合的操作从结构里面分离出去，然后利用双分派的形式反向访问

根据对象的类型而对方法进行的选择，就是分派(Dispatch)。

单分派（single dispatch）的含义比较好理解，单分派（single dispatch）就是说我们在选择一个方法的时候仅仅需要根据消息接收者（receiver）的运行时类型（Run time type）。实际上这也就是我们经常提到的多态的概念（当然 C++ 中的函数重载也是 Sigle dispatch 的一种实现方式）。
举一个简单的例子，我们有一个基类 A，A 有一个虚方法 f（可被子类override），D1 和 D2 是 A 的两个子类，在 D1 和 D2 中我们覆写（override）了方法 f。 这样我们对消息f的调用，需要根据接收者A或者A的子类D1/D2的具体类型才可以确定具体是调用A的还是D1/D2的f方法。

double dispatch（双分派）则在选择一个方法的时候，不仅仅要根据消息接收者（receiver）的运行时类型（Run time type），还要根据参数的运行时类型（Run time type）。

当然如果所有参数都考虑的话就是 multi-dispatch（多分派）。
也举一个简单的例子，同于上面单分派中例子，A 的虚方法f 带了一个 C 类型的参数，C 也是一个基类，C 有也有两个具体子类 E1 和 E2。 这样，当我们在调用消息 f 的时候，我们不但要根据接收者的具体类型（A、D1、D2），还要根据参数的具体类型（C、E1、E2），才可以最后确定调用的具体是哪一个方法 f。

访问者模式的注意事项和细节

优点

1. 访问者模式符合单一职责原则、让程序具有优秀的扩展性、灵活性非常高
2. 访问者模式可以对功能进行统一，可以做报表、UI、拦截器与过滤器，适用于数据结构相对稳定的系统

缺点

1. 具体元素对访问者公布细节，也就是说访问者关注了其他类的内部细节，这是迪米特法则所不建议的, 这样造成了具体元素变更比较困难
2. 违背了依赖倒转原则。访问者依赖的是具体元素，而不是抽象元素
3. 因此，如果一个系统有比较稳定的数据结构，又有经常变化的功能需求，那么访问者模式就是比较合适的.

要求：稳定的数据结构和经常变化的功能需求，比如说一棵树它是不变的，但是我们可以统一改变它的颜色。
这里我的理解是，访问者不是迭代器，而是统一改变数据结构的一个东西，不只是改变一个节点而已。