行为模式之访问者模式
访问者模式(Visitor Pattern)的目的是封装一些于某种数据结构元素之上的操作,一旦这些元素需要修改,接受这个操作的数据结构则可以保持不变。
定义:
- 封装一些作用于某种数据结构中的各元素的操作,它可以在不改变数据结构的前提下定义于作用这些元素的新的操作。
访问者模式的类图如下。
访问者模式涉及以下5个角色。
- 抽象访问者(Visitor)角色:该角色声明一个或多个访问操作,定义访问者可以访问哪些元素。
- 具体访问者(Concrete Visitor)角色:该角色实现抽象访问者角色中的各个访问操作。
- 抽象元素(Element)角色:声明一个接受操作,接受一个访问者对象。
- 具体元素(Concrete Element)角色:实现抽象元素中的接受操作。
- 结构对象(Object Structure)角色:该角色有以下责任,可以遍历结构中的所有元素;如果需要,提供一个高层次的接口让访问者对象可以访问每一个元素,也可以设计一个复合对象或者一个集合,如List或Set.
Element.java
// 抽象元素角色 public abstract class Element { // 接受操作 public abstract void accept(Visitor vi); }
ConcreteElement1.java
// 具体元素1 public class ConcreteElement1 extends Element { @Override public void accept(Visitor vi) { vi.visit(this); } // 业务逻辑方法 public void operation() { System.out.println("访问元素1"); } }
ConcreteElement2.java
//具体元素2 public class ConcreteElement2 extends Element { @Override public void accept(Visitor vi) { vi.visit(this); } // 业务逻辑方法 public void operation() { System.out.println("访问元素2"); } }
Visitor.java
// 抽象访问者 public interface Visitor { // 可以访问哪些对象 public void visit(ConcreteElement1 el1); public void visit(ConcreteElement2 el2); }
ConcreteVisitor.java
// 具体访问者角色 public class ConcreteVisitor implements Visitor { // 访问元素1 @Override public void visit(ConcreteElement1 el1) { el1.operation(); } // 访问元素2 @Override public void visit(ConcreteElement2 el2) { el2.operation(); } }
ObjectStructure.java
// 结构对象角色 public class ObjectStructure { private Vector<Element> elements; // 构造函数 public ObjectStructure() { this.elements = new Vector<Element>(); } // 执行访问操作 public void action(Visitor vi) { for (Element e : elements) { e.accept(vi); } } // 添加新元素 public void add(Element e) { elements.add(e); } // 元素生成器,这里通过一个工厂方法进行模拟 public void createElements() { Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < 10; i++) { if (rand.nextInt(100) > 50) { // 添加元素1 this.add(new ConcreteElement1()); } else { // 添加元素2 this.add(new ConcreteElement2()); } } } }
Client.java
public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建一个结构对象 ObjectStructure os = new ObjectStructure(); // 生成元素 os.createElements(); // 创建一个访问者对象 Visitor vi = new ConcreteVisitor(); // 访问者对结构进行访问(执行访问) os.action(vi); } }
运行结果如下所示。
访问元素1 访问元素1 访问元素1 访问元素2 访问元素2 访问元素2 访问元素1 访问元素1 访问元素1 访问元素2
优点:
- 元素(Element)角色负责数据加载,Visitor负责数据展现。
- 增加新的操作,直接在Visitor中增加一个方法。
- 集中行为,系统容易维护。
缺点:
- 具体元素对访问者公布细节,破坏封装性;
- 具体元素变更变更变得困难。具体元素的增加和修改等,需要具体访问者修改。
- 违背了依赖倒置原则。访问者依赖的是具体元素,而不是抽象元素,抛弃了对接口的依赖,而直接依赖实现类,扩展比较困难。
应用场景:
- 一个对象结构包含很多类对象,它们有不同的接口。
- 需要对一个对象结构中的对象进行很多不同并且不相关的操作,避免操作污染类。
- 业务规则要求遍历多个不同的对象,这本身也是访问模式的出发点,迭代器模式只能访问同类或同接口的数据,而访问者模式是对迭代器模式的扩充,可以遍历不同的对象,执行不同的操作。
摘自:
青岛东合信息技术有限公司 . 设计模式(Java版) . 电子工业出版社,2012,161-166.