java23种设计模式-行为型模式之访问者模式

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内容简介:


定义:

Represent an operation to be performed on the elements of an object structure. Visitor lets you define a new operation without changing the classes of the elements on which it operates.

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作用于这些元素的新的操作。

访问者模式是一种将数据结构与数据操作分离的设计模式。其基本思想是:对于系统中拥有固定类型数的对象结构(元素),可以通过在其内提供一个 accept 方法用来接受访问者对象的访问。不同的访问者对同一元素的访问内容不同,使得相同的元素集合可以产生不同的数据结果。解耦了数据结构与操作,且数据操作不会改变元素状态。

访问者模式解耦数据结构与数据操作原理:元素内部提供一个 accept 方法,该方法可以接收不同的访问者对象,然后在内部将自己(元素)转发到接收到的访问者对象的 visit 方法内。访问者内部对应类型的 visit 方法就会得到回调执行,对元素进行操作。也就是通过两次动态分发(第一次是对访问者的分发accept,第二次是对元素的分发visit),才最终将一个具体的元素传递到一个具体的访问者。

访问者模式 核心:结构数据结构与数据操作,使得对元素的操作具备优秀的扩展性。可以通过扩展不同的数据操作类型(访问者)实现对相同元素集的不同的操作。

主要解决:

当系统中存在类型数目稳定(固定)的一类数据结构时,可以通过访问者模式 方便地实现对该类型所有数据结构的不同操作,而又不会数据产生任何副作用(脏数据)。

简单理解:想对集合中的不同类型数据(类型数量稳定)进行多种操作,则使用访问者模式

优缺点:

优点

解耦了数据结构与数据操作,使得操作集合可以独立变化;

扩展性好:可以通过扩展访问者角色,实现对数据集的不同操作;

元素类型无需一致,访问者均可操作;

各角色职责分离,符合 单一职责原则

缺点

无法增加元素类型:若系统数据结构对象易于变化,经常有新的数据对象增加进来,则访问者类必须增加对应元素类型的操作,违背了 开闭原则 ;

具体元素变更困难:具体元素增加属性,删除属性等操作会导致对应的访问者类需要进行相应的修改,尤其当有大量访问者类时,修改范围太大;

违背 依赖倒置原则:为了达到”区别对待“,访问者依赖的是具体元素类型,而不是抽象;

使用场景:

数据结构稳定,作用于数据结构的操作经常变化的场景;

需要数据结构与数据操作分离的场景;

需要对不同数据类型(元素)进行操作,而不使用分支判断具体类型的场景;

具体实现:

访问者模式(Visitor)

访问者模式把数据结构和作用于结构上的操作解耦合,使得操作集合可相对自由地演化。访问者模式适用于数据结构相对稳定算法又易变化的系统。因为访问者模式使得算法操作增加变得容易。若系统数据结构对象易于变化,经常有新的数据对象增加进来,则不适合使用访问者模式。访问者模式的优点是增加操作很容易,因为增加操作意味着增加新的访问者。访问者模式将有关行为集中到一个访问者对象中,其改变不影响系统数据结构。其缺点就是增加新的数据结构很困难。—— From 百科

简单来说,访问者模式就是一种分离对象数据结构与行为的方法,通过这种分离,可达到为一个被访问者动态添加新的操作而无需做其它的修改的效果。简单关系图:

来看看原码:一个Visitor类,存放要访问的对象,

Visitor接口类:

实现类:

Subject类,accept方法,接受将要访问它的对象,getSubject()获取将要被访问的属性,

Subject类:

实现类:

测试类:

输出:visit the subject:love

该模式适用场景:如果我们想为一个现有的类增加新功能,不得不考虑几个事情:1、新功能会不会与现有功能出现兼容性问题?2、以后会不会再需要添加?3、如果类不允许修改代码怎么办?面对这些问题,最好的解决方法就是使用访问者模式,访问者模式适用于数据结构相对稳定的系统,把数据结构和算法解耦

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