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【设计模式】详解访问者(Visitor)模式-读完这篇你就会了

场景切入

动物园中有多个场馆,比如豹子馆,海豚馆,大象馆等等,有些场馆是需要特殊收费的,动物园针对不同类型的游客有不同的收费方式,比如学生半价。

这个场景下,包括以下要素:动物园动物园中的各个场馆不同类型的游客不同类型的游客票价不同

动物园就相当于一个对象结构,该结构包含具体的元素-各个场馆,每个场馆(元素)都有接待游客(visitor)的方法(accept)。

这些被处理的数据元素相对稳定(动物园中的场馆一般比较稳定)而访问方式多种多样(比如学生散客,学生团体,普通游客,团体游客等不同的访问方式)的数据结构,如果用“访问者模式”来处理比较方便。

访问者模式能把处理方法从数据结构中分离出来,并可以根据需要增加新的处理方法,且不用修改原来的程序代码与数据结构,这提高了程序的扩展性和灵活性。

访问者模式的结构

通过上面场景的分析,访问者(Visitor)模式实现的关键是如何将作用于元素的操作分离出来封装成独立的类,其基本结构如下:

  • 抽象的访问者(Visitor):访问具体元素的接口,为每个具体元素类对应一个访问操作 visitXX() ,其参数为某个具体的元素。
  • 具体的访问者(ConcreteVisitor):实现抽象访问者角色中声明的各个访问操作,确定访问者访问一个元素时该做什么。
  • 抽象元素(Element):声明一个包含接受操作 accept() 的接口,其参数为访问者对象(游客)。
  • 具体元素(ConcreteElement):实现抽象元素角色提供的 accept() 操作,其方法体通常都是 visitor.visitXX(this) ,另外具体元素中可能还包含本身业务逻辑的相关操作。
  • 对象结构(Object Structure):一个包含元素角色的容器,提供让访问者对象遍历容器中的所有元素的方法,通常由 List、Set、Map 等聚合类实现。本例中的动物园就可抽象成一个对象结构。

针对我之前设定的动物园场景,用访问者模式实现的类图为:

访问者模式类图

代码实现

前面已经分析出需要抽象出来的类了,我们把它们转化成代码。

对象结构(Object Structure):

//对象结构角色:动物园
class Zoo {
    //场馆集合
    private List<ScenerySpot> list = new ArrayList<>();

    //接待游客
    public void accept(Visitor visitor) {
        for (ScenerySpot scenerySpot : list) {
            scenerySpot.accept(visitor);
        }
    }

    public void add(ScenerySpot scenerySpot) {
        list.add(scenerySpot);
    }

    public void remove(ScenerySpot scenerySpot) {
        list.remove(scenerySpot);
    }
}

抽象元素和具体元素:

//抽象元素:场馆景点
interface ScenerySpot {
    //接待访问者
    void accept(Visitor visitor);
    //票价(单位是分)
    Integer ticketRate();
}

//具体元素:豹子馆
class LeopardSpot implements ScenerySpot {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitLeopardSpot(this);
    }

    @Override
    public Integer ticketRate() {
        //票价15元
        return 1500;
    }
}

//具体元素:海豚馆
class DolphinSpot implements ScenerySpot {
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visitDolphinSpot(this);
    }

    @Override
    public Integer ticketRate() {
        //票价20元
        return 2000;
    }
}

抽象访问者和具体访问者:

//抽象访问者:游客
interface Visitor {
    //参观猎豹馆
    void visitLeopardSpot(LeopardSpot leopardSpot);
    //参观海豚馆
    void visitDolphinSpot(DolphinSpot dolphinSpot);
}

//具体的访问者:学生游客
class StudentVisitor implements Visitor {

    @Override
    public void visitLeopardSpot(LeopardSpot leopardSpot) {
        //学生票打五折
        int v = (int) (leopardSpot.ticketRate() * 0.5);
        System.out.println("学生游客游览豹子馆票价:" + v);
    }

    @Override
    public void visitDolphinSpot(DolphinSpot dolphinSpot) {
        //学生票打五折
        int v = (int) (dolphinSpot.ticketRate() * 0.5);
        System.out.println("学生游客游览海豚馆票价:" + v);
    }
}

//具体的访问者:普通游客
class CommonVisitor implements Visitor {

    @Override
    public void visitLeopardSpot(LeopardSpot leopardSpot) {
        System.out.println("普通游客游览豹子馆票价:" + leopardSpot.ticketRate());
    }

    @Override
    public void visitDolphinSpot(DolphinSpot dolphinSpot) {
        System.out.println("普通游客游览海豚馆票价:" + dolphinSpot.ticketRate());
    }
}

使用:

public class VisitorPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Zoo zoo = new Zoo();
        //添加游览的场馆
        zoo.add(new LeopardSpot());
        zoo.add(new DolphinSpot());
        //还可以添加其他场馆

        //动物园接待不同类型的游客
        //学生游客
        zoo.accept(new StudentVisitor());
        System.out.println("==========================");
        //普通游客
        zoo.accept(new CommonVisitor());
        //还可以定义其他类型的游客,比如公司团体游客等
    }
}

执行结果:

学生游客游览豹子馆票价:750
学生游客游览海豚馆票价:1000
==========================
普通游客游览豹子馆票价:1500
普通游客游览海豚馆票价:2000

从代码也可以看出来,我们不需要再动动物园 Zoo这个结构内部的内容了,需要建造场馆实现ScenerySpot,或者接待其他类型的游客实现Visitor即可。

应用场景

通常在以下情况可以考虑使用访问者(Visitor)模式:

  • 对象结构相对稳定,但其操作算法经常变化的程序。
  • 对象结构中的对象需要提供多种不同且不相关的操作,而且要避免让这些操作的变化影响对象的结构。
  • 对象结构包含很多类型的对象,希望对这些对象实施一些依赖于其具体类型的操作。

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本文分享自微信公众号 - 行百里er(hundred_li_journey) ,作者:行百里er

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原始发表时间: 2020-10-01

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